Wygląda to jak science fiction, ale naukowcy faktycznie wyhodowali narządy z komórek macierzystych, narządy, które z powodzeniem przeszczepiono na ludzi. Dwa lata temu mężczyzna otrzymał nową tchawicę, która zastąpiła jego uszkodzoną przez raka - tchawicę wykonali szwedzcy naukowcy, którzy wlali syntetyczne rusztowanie własnymi komórkami macierzystymi pacjenta. Wcześniej, w 2006 r., Naukowcy z Wake Forest wykorzystali komórki macierzyste do skutecznego wszczepienia laboratoryjnych pęcherzy moczowych u młodych pacjentów z rozszczepem kręgosłupa, rozwojową wadą wrodzoną.
Teraz nauka skupia się na jeszcze większych narządach laboratoryjnych: sercach. Naukowcy hodują je obecnie w laboratoriach przy użyciu rusztowań wykonanych z biomateriału, które prowadzą komórki macierzyste do stania się kardiomiocytami, komórkami kurczącymi się, które są podstawą mięśnia sercowego.
Takie badania nad komórkami macierzystymi u ludzi wiążą się z wieloma problemami etycznymi. Jednak nowe badanie, opublikowane wczoraj w czasopiśmie Journal of Clinical Investigation, sugeruje, że inny typ komórki mógłby wykonać to zadanie, jeśli chodzi o sztuczne projektowanie nowej tkanki. Obejmuje proces biologiczny, który nie występuje u ssaków: partenogenezę
Partenogeneza jest formą bezpłciowego rozmnażania, które występuje naturalnie u roślin, owadów, ryb, płazów i gadów. Podczas tego procesu niezapłodnione jaja zaczynają się rozwijać, jakby zostały zapłodnione. Na przykład cały gatunek marmorkrebów, rodzaj raków, jest samicą, a potomstwo wyprodukowane bez udziału samca jest genetycznie identyczne z matką.
W 2007 r. Naukowcy zaindukowali ludzkie komórki jajowe chemikaliami naśladującymi nawożenie, aby poddali się procesowi. Rezultatem były komórki partenogenetyczne, które mają takie same właściwości jak zarodki, z tym wyjątkiem, że nie mogą dalej rosnąć. Komórki są podobne do pluripotencjalnych komórki macierzyste pochodzące z zarodków, co oznacza, że mają zdolność rozwijania się w różne typy komórek - w tym komórki serca.
Niemieccy naukowcy w nowym badaniu wykorzystali tę wiedzę do przekształcenia komórek ciała myszy w partenogenetyczne komórki macierzyste, które następnie wyhodowano w dojrzałe, funkcjonalne kardiomiocyty. Naukowcy wykorzystali te komórki do skonstruowania mięśnia sercowego - mięśnia sercowego - o tej samej strukturze i funkcji co normalne mięśnie sercowe. Następnie mięsień przeszczepiono do serc myszy, które wniosły oryginalne jaja do partenogenezy, gdzie działały tak samo jak istniejące mięśnie.
Dla ludzi budowanie mięśnia sercowego z kardiomiocytów pochodzących z partenogenetycznych komórek macierzystych w ten sposób może pokonać kilka przeszkód, zgodnie z nowym dokumentem analizującym implikacje odkrycia niemieckiego zespołu. Atak serca może zniszczyć do miliarda kardiomiocytów. Komórki te mogą być odradzane naturalnie przez organizm, ale nie szybko i nie w znacznych ilościach , co oznacza , że inżynieria tkankowa naprawy serca może stać się kluczowa dla pełnego powrotu do zdrowia.
Regeneracja za pośrednictwem komórek macierzystych może również oznaczać różnicę między życiem a śmiercią kandydatów na przeszczep serca. Około 3000 osób w Stanach Zjednoczonych znajduje się na liście oczekujących na nowe serce każdego dnia, ale każdego roku dostępnych jest tylko 2000 narządów dawców. Ale nawet jeśli dana osoba otrzyma nowe serce od dawcy, nie ma gwarancji, że ciało zaakceptuje nowy narząd. Układ odpornościowy człowieka widzi nowy narząd jako obcy przedmiot, który uruchamia łańcuch zdarzeń, które mogą uszkodzić przeszczepiony narząd. Aby zapobiec odrzuceniu przeszczepu, pacjenci są leczeni lekami immunosupresyjnymi, które mogą zwiększać ryzyko raka, i większość z nich stosuje przynajmniej jeden rodzaj leku przez resztę życia. Jednak serca odrodzone z partenogenetycznych komórek macierzystych prawdopodobnie wyeliminują odrzucenie narządu.
Partenogenetyczne komórki macierzyste, które mogą pochodzić z komórek łatwo wytworzonych we krwi lub skórze, zawierają genom odziedziczony tylko od jednej osoby - w tym badaniu myszy i potencjalnie w przyszłości człowieka. Oznacza to, że komórki prawdopodobnie będą bardziej kompatybilne z układem odpornościowym pacjenta - ciało jest mniej prawdopodobne odrzucić narządy wyhodowane z własnych komórek.
U ludzi proces ten może usunąć embrionalne komórki macierzyste z równania, biorąc z nimi związane pytania etyczne.
