Για πρώτη φορά έχουμε πλήρη νεφρά που έχουν αναπτυχθεί σε εργαστήριο και έχουν μεταμοσχευθεί σε ποντίκια με επιτυχία, φιλτράροντας και αποβάλλοντας ούρα, όπως ακριβώς ένα κανονικό νεφρό.
Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει την οδό για νέες εφαρμογές σε ανθρώπινη κλίμακα, όπου ενδεχομένως να μπορούσαμε να έχουμε μία ανεξάντλητη πηγή οργάνων, εξαλείφοντας την ανάγκη για μεταμοσχεύσεις.
Όμοιες τεχνικές έχουν εφαρμοστεί ήδη με επιτυχία στους ανθρώπους, αλλά με απλούστερους ιστούς, όπως η τραχεία. Το νεφρό, όμως, είναι μακράν το πιο πολύπλοκο όργανο που έχει αναπτυχθεί με επιτυχία.
Ο Harald Ott, ως επικεφαλής της ομάδας που ανέπτυξε τα νεφρά αρουραίων στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης στη Βοστώνη, λέει: «Αν η τεχνολογία αυτή μπορεί να κλιμακωθεί σε ανθρώπινου μεγέθους μοσχεύματα, οι ασθενείς που πάσχουν από νεφρική ανεπάρκεια, οι οποίοι είναι επί του παρόντος σε αναμονή για κάποιον δότη νεφρού, θεωρητικά θα μπορούσαν να λάβουν ένα όργανο που παράγεται κατά παραγγελία».
«Σε έναν ιδανικό κόσμο, τέτοια μοσχεύματα θα μπορούσαν να παράγονται από κύτταρα του ασθενή, πράγμα το οποίο θα μας επιτρέψει να ξεπεράσουμε τις ελλείψεις δωρητών οργάνων και την ανάγκη για μακροπρόθεσμη λήψη φαρμάκων ανοσοκαταστολής», λέει ο Ott. Επί του παρόντος, μόνο στις ΗΠΑ, 18.000 μεταμοσχεύσεις πραγματοποιούνται κάθε χρόνο, αλλά 100.000 Αμερικανοί παραμένουν σε λίστες αναμονής.
Για να κατασκευάσουν τα νεφρά αρουραίων, ο Ott και οι συνάδελφοί του πήραν νεφρά από υγιή ποντίκια-“δότες” και χρησιμοποίησαν ένα χημικό διάλυμα για να πλύνουν τα φυσικά κύτταρα, αφήνοντας πίσω ένα ικρίωμα (σκελετό) του οργάνου. Επειδή αυτό είναι φτιαγμένο από κολλαγόνο, ένα βιολογικά αδρανές υλικό, δεν υπάρχει θέμα απόρριψης από το σώμα του παραλήπτη.
Στη συνέχεια, για να ξαναχτίσει η ομάδα τη «σάρκα» του οργάνου, επικάλυψε την εσωτερική επιφάνεια του ικριώματος με νέα κύτταρα. Στην περίπτωση των ανθρώπων, αυτά είναι πιθανόν να προέρχονται από τον αποδέκτη, έτσι ώστε όλη η σάρκα να είναι δική τους.
Το νεφρό ήταν πολύ περίπλοκο για να χρησιμοποιηθεί η μέθοδος που εφαρμόζεται στην τραχεία, της οποίας το ικρίωμα επικαλύφθηκε με απλή εμβάπτιση σε λουτρό κυττάρων του παραλήπτη.
Γι’ αυτό, η ομάδα τοποθετεί τα ικριώματα των νεφρών σε γυάλινους θαλάμους, τα οποία περιέχουν οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά, και συνδέουν με σωλήνες τα άκρα της νεφρικής αρτηρίας, της φλέβας και του ουρητήρα. Αυτοί τροφοδοτούν το εσωτερικό των αιμοφόρων αγγείων με ανθρώπινα βλαστικά κύτταρα και τον ουρητήρα με κύτταρα από νεογέννητα ποντίκια.
Χρειάστηκαν πολλές προσπάθειες για να διαπιστωθούν οι ακριβείς πιέσεις με τις οποίες πρέπει να τροφοδοτούνται τα κύτταρα στο όργανο. Αξίζει να σημειωθεί ότι, λόγω της πολυπλοκότητας του νεφρού, τα κύτταρα διαφοροποιούνται σε ακριβώς εκείνα που απαιτούνται στα διαφορετικά τμήματα του οργάνου. «Βρήκαμε τους σωστούς τύπους κυττάρων για συγκεκριμένες περιοχές του οργάνου», λέει ο Ott.
Η κατασκευή του νεφρού διήρκεσε περίπου ένα δεκαπενθήμερο και μπορεί να φιλτράρει και να απορρίπτει ούρα. Αν και δεν φιλτράρει το ίδιο καλά με ένα φυσικό νεφρό, ο Ott είναι πεπεισμένος ότι η λειτουργία μπορεί να βελτιωθεί με τη βελτίωση της τεχνικής.
Η ομάδα τώρα προσπαθεί την ίδια διαδικασία χρησιμοποιώντας ανθρώπινα νεφρά, καθώς επίσης και τα νεφρά χοίρου, τα οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να κάνουν ικριώματα αν υπήρχε ανεπάρκεια των ανθρώπινων δοτών. Η ομάδα έχει ήδη ξαναπλαισιώσει με επιτυχία χοιρινά νεφρά με ανθρώπινα κύτταρα, αλλά ο Ott λέει ότι περαιτέρω μελέτες είναι ζωτικής σημασίας για να εξασφαλιστεί ότι τα συστατικά του οργάνου δεν προκαλούν την απόρριψη όταν μεταμοσχευθούν σε ανθρώπους.
Το γεγονός ότι βαλβίδες της καρδιάς και άλλοι «αδρανείς» ιστοί από χοίρους έχουν ήδη χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε ανθρώπους χωρίς απόρριψη, υποδηλώνει πως αυτό δεν θα είναι ένα μεγάλο πρόβλημα.
Ερευνητές που εργάζονται στον τομέα χαιρέτισαν την επιτυχία της ομάδας στην αναδημιουργία ενός τόσο πολύπλοκου οργάνου. «Οι ερευνητές επέλεξαν μια τεχνική που οι περισσότεροι στον τομέα θα σκέφτονταν ότι θα ήταν αδύνατο να εφαρμοστεί για πολύπλοκα όργανα, όπως τα νεφρά. Όμως, ανέπτυξαν μια τέτοια μέθοδο και την έκαναν να λειτουργήσει», λέει ο Jamie Davies από το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, στο Ηνωμένο Βασίλειο, ο οποίος ήταν μέλος μιας ομάδας που πέρυσι έκανε κάποια πρόοδο στις προσπάθειες να αναπτυχθούν τα νεφρά από το μηδέν στο εργαστήριο. «Αποδεικνύοντας ότι η μέθοδος recellularisation είναι εφικτή ακόμα και για πολύπλοκα όργανα, θα τονωθούν οι προσπάθειες για ανάλογες προσεγγίσεις στην κατασκευή άλλων συστημάτων του σώματος».
Παρακολουθήστε το σχετικό βίντεο (απόδοση στα Αγγλικά):
Πηγές: www.nature.com/nm/journal/vaop/ncurrent/full/nm.3154.html
