Badacze z Uniwersytetu Nagoya pracowali nad metodą, która w przyszłości mogłaby zastąpić lub uzupełnić dożywotnią terapię hormonalną stosowaną u osób z niedoczynnością przysadki.
Problem z obecnym leczeniem polega na tym, że podawane hormony nie odtwarzają w pełni naturalnej regulacji hormonalnej organizmu. Zapotrzebowanie na nie zmienia się bowiem w zależności od pory dnia i sytuacji, m.in. stresu.
Szczególnie istotny jest ACTH, czyli hormon adrenokortykotropowy. Jest on produkowany przez przysadkę i pobudza nadnercza do wytwarzania kortyzolu. Niedobór ACTH może prowadzić do niewydolności nadnerczy i zagrażających życiu kryzysów.
Z komórek macierzystych powstała "miniaturowa przysadka"
Naukowcy wykorzystali ludzkie embrionalne komórki macierzyste i w laboratorium przekształcili je w tzw. organoidy przysadkowo-podwzgórzowe. Są to trójwymiarowe struktury komórkowe, które naśladują określone cechy tkanki rozwijającego się narządu. W tym przypadku zawierały m.in. komórki zdolne do produkcji ACTH.
Najpierw sprawdzono ich działanie u myszy z usuniętą przysadką. W zależności od miejsca przeszczepienia organoidy umieszczano pod skórą lub w tkance mięśniowej. Po sześciu miesiącach u zwierząt, które otrzymały przeszczep, stężenie ACTH było wyraźnie wyższe niż u zwierząt kontrolnych. Przeszczepione komórki pozostawały aktywne, a myszy przeżywały dłużej.
Co istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa, podczas około sześciomiesięcznej obserwacji naukowcy nie stwierdzili nieprawidłowego namnażania komórek w przeszczepionej tkance. To ważna kwestia w przypadku terapii wykorzystujących komórki macierzyste, ponieważ jednym z potencjalnych zagrożeń jest ich niekontrolowany wzrost.
Pierwszy test u naczelnego
Następnie badacze przeszli do eksperymentu na makaku jawajskim. Był to 15-letni samiec, któremu chirurgicznie usunięto przysadkę, aby wywołać model niedoczynności tego gruczołu. Zwierzę otrzymywało następnie leczenie hormonalne, jednak mimo terapii jego masa ciała stopniowo spadała.
Przed przeszczepem naukowcy zastosowali leczenie immunosupresyjne, ponieważ przeszczepiana tkanka pochodziła od człowieka. Do organizmu małpy wprowadzono 1440 organoidów pochodzących z ludzkich embrionalnych komórek macierzystych. Tkankę umieszczono pod skórą na grzbiecie, a wcześniej przygotowano miejsce przeszczepu tak, aby poprawić jego ukrwienie.
Rezultat był jednoznaczny: po przeszczepie wzrosło stężenie ACTH we krwi. Średnie podstawowe stężenie hormonu zwiększyło się z 1,5 do 6,33 pg/ml. Jednocześnie wzrósł poziom kortyzolu, co oznacza, że ACTH produkowane przez przeszczepione komórki pobudzało własne nadnercza zwierzęcia.
W okresie, gdy przeszczep funkcjonował, zahamowaniu uległo także wcześniejsze tempo utraty masy ciała. Naukowcy wskazują to jako dodatkowy sygnał, że przeszczepiona tkanka nie tylko produkowała hormon, ale wywoływała efekt fizjologiczny w organizmie.
Jest bardzo ważne "ale"
Wyników nie można jeszcze traktować jako dowodu, że podobna terapia będzie działać u ludzi. Eksperyment na naczelnym obejmował jedno zwierzę, a funkcjonowanie przeszczepionej tkanki udało się wykazać przez około sześć tygodni. Później stan zwierzęcia znacznie się pogorszył i nie można było pobrać wystarczającej ilości krwi do dalszych pomiarów.
Badanie pokazało również jeden z głównych problemów, które trzeba rozwiązać przed ewentualnymi testami klinicznymi. Mimo stosowania leków immunosupresyjnych w miejscu przeszczepu pojawiły się komórki układu odpornościowego, w tym limfocyty T i B oraz makrofagi. Oznacza to, że organizm małpy silnie reagował na ludzką tkankę, co prawdopodobnie ograniczyło jej długotrwałe funkcjonowanie.
Trzy miesiące po przeszczepie naukowcy nadal znajdowali w tkance podskórnej żywe komórki produkujące ACTH. Nie wykryli natomiast, w granicach przeprowadzonego badania, przeszczepionej tkanki w głównych narządach, m.in. w płucach i wątrobie.
Wyniki eksperymentu opublikowano w czasopiśmie "Stem Cell Research & Therapy".
