Sistemul PCLS optimizat extinde viabilitatea țesuturilor până la două săptămâni
Tehnologia de felii de ficat tăiate cu precizie (PCLS) a fost considerată de mult timp o platformă ex vivo promițătoare datorită capacității sale de a păstra arhitectura multicelulară nativă a țesutului hepatic.
Cu toate acestea, adoptarea pe scară largă a fost limitată de longevitatea scăzută a țesuturilor, variabilitatea tehnică și accesibilitatea restricționată la probele viabile de ficat uman. În majoritatea studiilor anterioare, culturile rar rămâneau viabile dincolo de 72 de ore.
Într-un studiu recent publicat în eGastroenterology, Dr. Z. Gordon Jiang și colegii săi de la Harvard Medical School au stabilit un sistem cultural PCLS optimizat, capabil să mențină țesutul hepatic uman viabil timp de până la două săptămâni. Această lucrare reprezintă un avans metodologic major pentru modelarea leziunilor hepatice cronice, remodelarea țesuturilor și regenerarea într-un context specific uman.
Refinamentele tehnice au permis o viabilitate prelungită a țesuturilor. Investigatorii au procesat 25 de ficat uman explantat, provenind din diverse etiologii, inclusiv boala hepatică asociată alcoolului, steatohepatita asociată disfuncției metabolice (MASH), colangita sclerozantă primară (PSC), boala asociată virusului hepatitei B (HBV) și controale non-fibrotice.
Mai multe inovații experimentale au contribuit la îmbunătățirea performanței culturii. Acestea au inclus tăierea asistată prin compresie pentru a genera secțiuni de țesut mai uniforme, recuperarea hiperoxică după tăiere și livrarea optimizată de oxigen și nutrienți în timpul culturii. Împreună, aceste îmbunătățiri au crescut semnificativ reproducibilitatea și au extins supraviețuirea țesutului.
Un aspect important al studiului a fost introducerea unui cadru multidimensional pentru evaluarea viabilității. În loc să se bazeze exclusiv pe teste distrugătoare cu ATP, autorii au combinat imagistica întregului plăcuț, colorarea vie/moartă și analiza metabolică Seahorse pentru a monitoriza dinamic sănătatea țesutului pe parcursul timpului.
Remodelarea dinamică a relevat biologia relevantă pentru boli. Unul dintre principalele rezultate ale studiului este că cultura extinsă PCLS nu menține pur și simplu arhitectura statică a țesutului. Mai degrabă, feliile de ficat cultivate suferă o remodelare multicelulară activă care reflectă procese patologice importante observate în bolile hepatice cronice.
Analizele histologice au arătat detașarea hepatocitelor, reducerea producției de albumină și dediferențierea progresivă pe parcursul culturii. Între timp, feliile derivate din donatori sănătoși au dezvoltat fibroza portală și punte progresivă până în ziua a 7-a, demonstrând fibrogeneză spontană în cadrul sistemului ex vivo.
Notabil, PCLS-urile derivate din ficatul cirrotic au prezentat o creștere a celulelor ductulare pozitive pentru KRT19 pe parcursul culturii, consistentă cu reacția ductulară și plasticitatea epitelială. În contrast, feliile de ficat sănătoase au arătat dovezi ale grupurilor regenerative de hepatocite. Aceste descoperiri sugerează că modelul poate captura simultan regenerarea, fibroza și remodelarea biliară în cadrul țesutului hepatic uman intact.
Studiul subliniază importanța tot mai mare a Metodologiilor de Noi Abordări (NAM) derivate din oameni în cercetarea biomedicală. Deoarece PCLS păstrează celulele imune native, componentele stromale și organizarea spațială a țesutului, ar putea oferi avantaje față de sistemele convenționale de culturi celulare și unele modele animale.
Platforma ar putea sprijini multiple aplicații tranzacționale, inclusiv testarea medicamentelor antifibrotice, investigarea plasticității hepatocitelor, abordări de medicină de precizie și validarea țintelor terapeutice în țesutul hepatic uman. Pe măsură ce tehnologiile de omică spațială și celule unice continuă să evolueze, cultura extinsă PCLS ar putea deveni un pod din ce în ce mai valoros între descoperirea mecanistică și traducerea clinică.
