Organoizii hepatici, construiți din celule umane prelevate de la pacienți, oferă acum o replicare mai fidelă a unei regiuni esențiale a ficatului uman. Aceste structuri avansate facilitează dezvoltarea de tratamente personalizate pentru diverse afecțiuni hepatice. Bolile ficatului, precum ciroza, steatoza hepatică sau hepatita, reprezintă o provocare majoră la nivel global. De aceea, cercetătorii caută metode care să reflecte mai bine realitatea biologică umană pentru a îmbunătăți înțelegerea și tratamentele acestor afecțiuni.
Studiile pe animale au contribuit la acumularea de informații valoroase, însă adesea rezultatele nu se corelează cu cele observate la oameni. Aceasta este o problemă semnificativă în cercetarea bolilor hepatice, unde modelele preclinice nu reușesc să surprindă complexitatea fiziologiei umane. Modelele anterioare de ficat uman, utilizând un singur tip celular sau nereproducând structura specifică unor regiuni vitale, cum ar fi zona periportală, limitau cercetarea și dezvoltarea de terapii noi.
Recent, cercetătorii de la Institutul Max Planck pentru Biologie Celulară și Genetică din Dresda au realizat progrese semnificative. După crearea unui model cu două tipuri de celule în 2021 și a unui alt model pe șoareci cu trei tipuri de celule, echipa a dezvoltat un organoid hepatic periportal uman complex, adaptat fiecărui pacient. Studiul, publicat în revista Nature, prezintă un model care include trei tipuri cheie de celule: colangiocite (celulele canalelor biliare), celule mezenchimale hepatice și hepatocite (celulele principale ale ficatului). Aceste celule sunt recoltate de la 28 de pacienți diferiți, permițând astfel studierea variabilității genetice și a răspunsului individual la tratamente.
Cercetătorii descriu procesul de asamblare a celulelor ca un joc de Lego, în care diversele tipuri de celule se combină și se auto-organizează în structuri tridimensionale. Aceste structuri reproduc în laborator organizarea celulară reală, facilitând modelarea bolilor hepatice. După obținerea țesutului hepatic de la pacienți, echipa a separat tipurile celulare și le-a multiplicat în cultură. O provocare majoră a fost obținerea unui număr suficient de hepatocite viabile, însă cercetătorii au ajustat condițiile de cultură folosind tehnici avansate de biotehnologie.
Modelul dezvoltat include toate cele trei tipuri de celule necesare pentru zona periportală a ficatului, ceea ce nu fusese realizat anterior cu țesut hepatic uman adult. Acest model permite testarea toxicității medicamentelor și investigarea mecanismelor de regenerare hepatică. Un element esențial al acestui model este prezența canaliculelor biliare, structuri care asigură drenajul bilei în regiunea periportală. Dacă acest sistem nu funcționează corect, pot apărea leziuni hepatice și afecțiuni severe, inclusiv colestaza.
Studiul propune primul model complex de ficat uman creat în afara organismului, având căi biliare funcționale. Acest model păstrează particularitățile fiecărui pacient, fiind util pentru medicina personalizată. Cercetătorii subliniază importanța acestui model pentru studierea detaliată a diferitelor componente ale ficatului. Astfel, se poate observa cum interacționează celulele într-un ficat sănătos și ce se întâmplă în cazurile de fibroze biliare sau inflamații hepatice.
Echipa de cercetători a reușit să depășească provocări considerate imposibile, reconstituind organizarea multicelulară și interacțiunile din zona periportală în afara organismului. Aceasta deschide noi direcții pentru cercetarea biomedicală. Autorii studiului consideră că organoizii hepatici pot transforma modul în care sunt studiate și tratate bolile ficatului. Acest potențial include dezvoltarea unor teste de diagnostic mai precise, testarea siguranței și eficacității medicamentelor și evaluarea toxicității acestora.
Cercetătorii au construit o biobancă vie cu organoizi hepatici de la cei 28 de pacienți. Acești organoizi pot fi congelați și reactivați pentru cercetări sau teste suplimentare, sprijinind dezvoltarea terapiilor celulare și studiile de farmacogenetică. Proiectul a fost posibil datorită colaborării strânse între cercetători, medici și specialiști din laboratoare din Leipzig și Dresda.
Această inițiativă deschide noi perspective pentru medicina personalizată în cazul bolilor hepatice și poate contribui la prevenirea complicațiilor severe. Studiul oferă speranță pentru îmbunătățirea tratamentelor și monitorizării bolilor hepatică. Cercetătorii rămân optimiști că aceste modele vor conduce la descoperirea de soluții mai eficiente pentru pacienți în viitor.
