Ανθρώπινος αδένας καλλιεργήθηκε στο εργαστήριο

Για πρώτη φορά παγκοσμίως ερευνητές του Ινστιτούτου Francis Crick και του University College του Λονδίνου (UCL) δημιούργησαν στο εργαστήριο «μίνι» ανθρώπινο θύμο αδένα, ένα όργανο του ανοσοποιητικού συστήματος ζωτικής σημασίας για την άμυνα του οργανισμού, με χρήση ανθρώπινων βλαστικών κυττάρων. Η πρωτοποριακή μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Communications» αποτελεί σημαντικό βήμα προς την «κατασκευή» θύμου αδένα «ανθρώπινου μεγέθους» στο εργαστήριο ο οποίος θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεταμόσχευση σε ασθενείς.

Η «έδρα» της ωρίμανσης των Τ λεμφοκυττάρων
Ο θύμος αδένας είναι ένα όργανο στο στέρνο όπου τα Τ λεμφοκύτταρα, τα οποία παίζουν καταλυτικό ρόλο στη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος, ωριμάζουν.

Οταν ο θύμος αδένας δεν λειτουργεί σωστά ή όταν δεν σχηματίζεται καν κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη στη μήτρα, μπορούν να εμφανιστούν νόσοι όπως η σοβαρή ανοσοανεπάρκεια, στην οποία το σώμα δεν είναι σε θέση να αμυνθεί ενάντια σε λοιμώξεις ή στα καρκινικά κύτταρα αλλά και αυτοάνοσα νοσήματα στα οποία το ανοσοποιητικό σύστημα επιτίθεται λανθασμένα στους υγιείς ιστούς του οργανισμού.

Λειτουργικοί μετά τη μεταμόσχευση σε ποντίκια
Οι ερευνητές του Francis Crick και του UCL δημιούργησαν θύμους αδένες με χρήση βλαστικών κυττάρων που είχαν ληφθεί από ασθενείς από τους οποίους είχε αφαιρεθεί το συγκεκριμένο όργανο στο πλαίσιο επέμβασης. Οταν οι θύμοι αδένες του εργαστηρίου μεταμοσχεύθηκαν σε ποντίκια ήταν ικανοί να υποστηρίξουν την ανάπτυξη ώριμων και λειτουργικών ανθρώπινων Τ λεμφοκυττάρων.

Η παγκόσμια αυτή πρωτιά σε ό,τι αφορά τη δημιουργία τέτοιου οργάνου στο εργαστήριο χρηματοδοτήθηκε κατά κύριο λόγο από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Ερευνας (ERC) και αποτελεί σημαντικό βήμα τόσο σε ό,τι αφορά τη θεραπεία σοβαρών ανοσοανεπαρκειών όσο και σε ό,τι αφορά την ανάπτυξη νέων τεχνικών δημιουργίας τεχνητών οργάνων. Οπως ανέφερε η Σάρα Καμπινότι, ερευνήτρια στο Εργαστήριο Βιολογίας των Επιθηλιακών Βλαστικών Κυττάρων και Αναγεννητικής Ιατρικής του Ινστιτούτου Crick «το να δείξουμε πως είναι δυνατόν να δημιουργηθεί λειτουργικός θύμος αδένας από ανθρώπινα κύτταρα αποτελεί κρίσιμο βήμα προς την ανάπτυξη τεχνητών θύμων αδένων που θα χρησιμοποιούνται ως μοσχεύματα».

Πώς «χτίστηκε» το όργανο
Για το «χτίσιμο» του οργάνου στο εργαστήριο οι ερευνητές συνέλεξαν θύμους από ασθενείς και καλλιέργησαν θυμικά επιθηλιακά κύτταρα και διάμεσα κύτταρα δημιουργώντας πολλές αποικίες δισεκατομμυρίων κυττάρων.

Νέα προσέγγιση δημιουργίας του εκμαγείου
Το επόμενο βήμα τους ήταν να δημιουργήσουν ένα εκμαγείο το οποίο και «έντυσαν» με τα κύτταρα που είχαν καλλιεργήσει. Προκειμένου να δημιουργήσουν το εκμαγείο, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια νέα προσέγγιση που αφορούσε αφαίρεση όλων των κυττάρων από τους θύμους αρουραίων με αποτέλεσμα να παραμείνουν μόνο τα «καλούπια» των οργάνων. Επρόκειτο για μια νέα μικροαγγειακή χειρουργική προσέγγιση καθώς οι συμβατικές μέθοδοι δεν είναι αποτελεσματικές στην περίπτωση του θύμου αδένα.

Στη συνέχεια οι επιστήμονες ενέχυσαν στα εκμαγεία έως και έξι εκατομμύρια ανθρώπινα θυμικά επιθηλιακά κύτταρα καθώς και διάμεσα κύτταρα που είχαν καλλιεργηθεί στο εργαστήριο. Οπως φάνηκε, μέσα σε μόλις πέντε ημέρες τα όργανα είχαν αναπτυχθεί σε στάδιο αντίστοιχο με εκείνο της ανάπτυξης του θύμου αδένα σε ένα έμβρυο εννέα εβδομάδων.

Ανάπτυξη ανθρώπινων λεμφοκυττάρων
Τέλος τα όργανα μεταμοσχεύθηκαν σε ποντίκια και, όπως προέκυψε, σε ποσοστό μεγαλύτερο του 75% των περιπτώσεων, οι θύμοι αδένες μπορούσαν να υποστηρίξουν την ανάπτυξη ανθρώπινων λεμφοκυττάρων.

Σύμφωνα με τη Ρομπέρτα Ραγκατσίνι, μια εκ των συγγραφέων της νέας μελέτης, η μέθοδος που ακολούθησε η ερευνητική ομάδα ανοίγει τον δρόμο για τη δημιουργία θύμου αδένα με «ανθρώπινες διαστάσεις» στο εργαστήριο.

Προς πιο επιτυχημένες μεταμοσχεύσεις άλλων οργάνων
Η Πάολα Μπονφάντι, κύρια συγγραφέας της μελέτης, καθηγήτρια στο Τμήμα Λοιμώξεων και Ανοσίας του UCL τόνισε ότι η ερευνητική αυτή δουλειά μπορεί μελλοντικά να οδηγήσει και σε πιο επιτυχημένες μεταμοσχεύσεις άλλων οργάνων. Οπως εξήγησε, όταν ο θύμος αδένας δεν λειτουργεί σωστά, οδηγεί το ανοσοποιητικό σύστημα μεταμοσχευμένων ασθενών στο να επιτεθεί στο μόσχευμα και να το απορρίψει. «Είναι πιθανό να ξεπεράσουμε αυτό το πρόβλημα μεταμοσχεύοντας στον λήπτη κάποιου μοσχεύματος και έναν νέο θύμο αδένα που θα έχει δημιουργηθεί από τα κύτταρα του θύμου του δότη. Πιστεύουμε ότι με τον τρόπο αυτό θα αποτρέψουμε τον οργανισμό του λήπτη από το να επιτεθεί στο μόσχευμα. Παρότι η έρευνα στο συγκεκριμένο πεδίο είναι ακόμη πρώιμη, ίσως μια ημέρα καταργήσει την ανάγκη να λαμβάνουν οι μεταμοσχευμένοι ασθενείς ανοσοκατασταλτικά φάρμακα εφ’όρου ζωής»