Il modello tissutale di questo organo apre la strada alla cura delle malattie epatiche croniche senza necessità del trapianto
MIT Technology Review Italia
Il fegato umano ha incredibili capacità di rigenerazione: anche se viene rimosso fino al 70%, il tessuto rimanente lo può far ricrescere a grandezza naturale in pochi mesi. I ricercatori del MIT hanno sfruttato questa capacità per creare un nuovo modello di tessuto epatico che consente loro di tracciare i passaggi coinvolti nella rigenerazione del fegato in modo più preciso di quanto fosse possibile prima.
“Il nuovo modello può fornire informazioni che non è stato possibile raccogliere con studi su topi o altri animali, la cui biologia non è identica a quella degli esseri umani”, afferma Sangeeta Bhatia, professore di scienze e tecnologia della salute e di ingegneria elettrica e informatica al MIT e leader del gruppo di ricerca.
Come dice Arnav Chhabra, l’autore principale del nuovo studio, pubblicato sui “Proceedings of the National Academy of Sciences”, il team ha identificato una molecola che sembra svolgere un ruolo chiave in questo meccanismo. In genere, chi necessita di un trapianto di fegato soffre di malattie croniche come l’epatite virale, la steatosi epatica o il cancro. Ma, se i ricercatori avessero un modo affidabile per stimolare il fegato a rigenerarsi da solo, alcuni trapianti potrebbero essere evitati o si potrebbe aiutare la crescita di un fegato donato dopo essere stato trapiantato.
Dai precedenti condotti studi sui topi, i ricercatori hanno imparato molto su alcuni dei percorsi di rigenerazione che si attivano dopo un danno o una malattia al fegato. Un fattore chiave è la relazione reciproca tra gli epatociti, che producono fattori per favorire lo sviluppo dei vasi sanguigni, e le cellule endoteliali che rivestono i vasi sanguigni. Un altro importante fattore è il flusso di liquidi nei vasi sanguigni. Nei topi, un aumento del flusso sanguigno può stimolare le cellule endoteliali a produrre segnali che promuovono la rigenerazione.
Come riportato da “MIT News”, in collaborazione con Christopher Chen, un professore della Boston University che progetta dispositivi microfluidici con canali che imitano i vasi sanguigni, i ricercatori hanno fatto crescere i vasi sanguigni lungo uno dei canali microfluidici e quindi hanno aggiunto aggregati sferoidi multicellulari derivati da cellule epatiche provenienti da donatori di organi umani.
Questo “chip” rigenerativo è progettato in modo che le molecole come i fattori di crescita possano fluire tra i vasi sanguigni e gli sferoidi del fegato. Questa configurazione consente inoltre ai ricercatori di eliminare facilmente i geni obiettivo in un tipo di cellula specifico e quindi di vedere come reagisce il sistema generale.
In tal modo, i ricercatori hanno verificato che l’aumento del flusso di liquidi da solo non stimolava gli epatociti ad entrare nel ciclo di divisione cellulare, ma era necessario anche fornire uno stimolo infiammatorio (la citochina IL-1-beta). A questo punto, sono stati in grado di misurare quali altri fattori venivano prodotti e hanno riscontrato la presenza, mai registrata prima, di una molecola chiamata prostaglandina E2 (PGE2). Eliminando il gene per la biosintesi di PGE2 nelle cellule endoteliali, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che questa molecola stimola le cellule epatiche umane ad entrare nel ciclo cellulare.
Il team ora intende esplorare ulteriormente alcuni degli altri fattori di crescita e molecole che vengono prodotti sul loro chip durante la rigenerazione del fegato e utilizzare il sistema per scoprire nuovi percorsi specifici per l’uomo, per esempio per identificare le molecole necessarie per completare il ciclo cellulare o scoprire i segnali che dicono al fegato quando smettere di rigenerarsi.
“Ora, quando un paziente soffre di insufficienza epatica, si interviene con un trapianto. Ma se sapessimo chi ha una risposta rigenerativa robusta e se avessimo bisogno di stabilizzarla solo per un breve periodo, potremmo farne a meno di effettuare questo tipo di intervento invasivo”, conclude Bhatia.
Photo by julien Tromeur on Unsplash
(rp)
