Έφτιαξαν τέλεια αγγεία στο εργαστήριο!

Οι επιστήμονες κατάφεραν για πρώτη φορά να αναπτύξουν τέλεια ανθρώπινα αιμοφόρα αγγεία ως οργανοειδή στο εργαστήριο και πιστεύουν ότι θα ανακαλύψουν νέες θεραπείες για το διαβήτη.

Ένα οργανοειδές είναι μια τρισδιάστατη δομή, που αναπτύσσεται από βλαστικά κύτταρα, μιμείται ένα όργανο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη αυτού του οργάνου σε ένα τρυβλίο Petri.

Toπρωτοποριακό αυτό επίτευγμα της μηχανικής περιγράφεται σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature. Η μελέτη αποτελεί ένα μεγάλο βήμα στην έρευνα αγγειακών παθήσεων όπως ο διαβήτης, εντοπίζοντας μια βασική οδό για την πιθανή πρόληψη αλλαγών στα αιμοφόρα αγγεία.

«Η ικανότητα να χτίζουμε ανθρώπινα αιμοφόρα αγγεία ως οργανοειδή από τα βλαστοκύτταρα μπορεί να επιφέρει μεγάλες αλλαγές στην ιατρική», δήλωσε ο κύριος ερευνητής, Josef Penninger, διευθυντής του Life Sciences Institute στο πανεπιστήμιο της British Columbia και ιδρυτικός διευθυντής του Ινστιτούτου Μοριακής Βιοτεχνολογίας της Αυστριακής Ακαδημίας Επιστημών (IMBA).

Όπως σημείωσε, «κάθε όργανο στο σώμα μας συνδέεται με το κυκλοφορικό σύστημα, κάτι που θα μπορούσε να επιτρέψει στους ερευνητές να ξεδιπλώσουν τις αιτίες και τις θεραπείες για μια ποικιλία αγγειακών ασθενειών, από τις καρδιαγγειακές παθήσεις, εγκεφαλικό, καρκίνο και φυσικά το διαβήτη».

Ο διαβήτης πλήττει περίπου 420 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. Πολλά συμπτώματα της νόσου είναι το αποτέλεσμα αλλαγών στα αιμοφόρα αγγεία που προκαλούν την εξασθένιση της κυκλοφορίας του αίματος και την παροχή οξυγόνου στους ιστούς. Παρά την υψηλή συχνότητα του διαβήτη, πολύ λίγα είναι γνωστά για τις αγγειακές μεταβολές που οφείλονται σε αυτόν, γεγονός που έχει καθυστερήσει την ανάπτυξη της αναγκαίας θεραπείας.

Για να αντιμετωπίσει αυτό το πρόβλημα, ο Penninger και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν ένα πρωτοποριακό μοντέλο: τρισδιάστατα οργανοειδή ανθρώπινων αιμοφόρων αγγείων που καλλιεργούνται σε ένα τρυβλίο Petri. Αυτά τα λεγόμενα «αγγειακά οργανοειδή» μπορούν να καλλιεργηθούν χρησιμοποιώντας βλαστοκύτταρα στο εργαστήριο, μιμούμενα εντυπωσιακά τη δομή και τη λειτουργία των πραγματικών αιμοφόρων αγγείων.

Όταν οι ερευνητές μεταμόσχευσαν τα οργανοειδή σε αιμοφόρα αγγεία, διαπίστωσαν ότι αναπτύχθηκαν σε τέλεια λειτουργικά αιμοφόρα αγγεία, συμπεριλαμβανομένων των αρτηριών και των τριχοειδών αγγείων. Η ανακάλυψη δείχνει ότι είναι δυνατόν όχι μόνο να δημιουργηθούν οργανοειδή αιμοφόρα αγγεία από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα στο εργαστήριο αλλά και να αναπτυχθεί ένα λειτουργικό ανθρώπινο αγγειακό σύστημα σε ένα άλλο είδος.

Ένα χαρακτηριστικό του διαβήτη είναι ότι τα αιμοφόρα αγγεία παρουσιάζουν μια ανώμαλη πάχυνση της βασικής μεμβράνης. Ως αποτέλεσμα, η παροχή οξυγόνου και θρεπτικών συστατικών στα κύτταρα και τους ιστούς εξασθενεί έντονα, προκαλώντας πλήθος προβλημάτων υγείας, όπως νεφρική ανεπάρκεια, καρδιακή προσβολή, εγκεφαλικά επεισόδια, τύφλωση και περιφερική αρτηριακή νόσο, που οδηγεί σε ακρωτηριασμούς.

Οι ερευνητές έψαξαν στη συνέχεια για χημικές ενώσεις που θα μπορούσαν να εμποδίσουν την πάχυνση των τοιχωμάτων των αιμοφόρων αγγείων. Μάλιστα, διαπίστωσαν ότι κανένα από τα σημερινά αντιδιαβητικά φάρμακα δεν είχε θετικές επιπτώσεις σε αυτά τα ελαττώματα των αιμοφόρων αγγείων.

Ωστόσο, ανακάλυψαν ότι ένας αναστολέας της β-σεκρετάσης, ενός τύπου ενζύμου στο σώμα, απέτρεψε την πάχυνση των τοιχωμάτων των αιμοφόρων αγγείων, υποδεικνύοντας, τουλάχιστον σε ζωικά μοντέλα, ότι η αναστολή της β-σεκρετάσης θα μπορούσε να βοηθήσει στη θεραπεία του διαβήτη.

Οι ερευνητές πιστεύουν βάσιμα πλέον ότι τα ευρήματα θα τους επιτρέψουν να εντοπίσουν τις υποκείμενες αιτίες της αγγειακής νόσου και να αναπτύξουν και να δοκιμάσουν νέες θεραπείες για τους ασθενείς με διαβήτη.