Apariția modelelor miniaturale de ficat gras uman în 3D generate în laboratorul de medicină și știință

Alexandra Collin de l'Hortet 1 * și Hélène Gilgenkrantz 2

ficat

1 Departamentul de patologie, Universitatea din Pittsburgh, Pittsburgh, PA, SUA
2 Universitatea din Paris, Centrul de cercetare asupra inflamației, Inserm-UMR1149, 75018 Paris, Franța

Organoidele sunt o abordare de alegere pentru modelare macar bolii umane și testarea eficacității terapeutice a anumitor medicamente. Steatopatia metabolică sau boala hepatică grasă, a cărei incidență a crescut considerabil odată cu creșterea obezității în țările dezvoltate, se caracterizează prin acumularea de trigliceride în hepatocite și leziuni hepatice care pot evolua spre fibroză. Nu există un tratament eficient, dar se explorează multe căi. Două echipe americane au folosit recent celulele stem pluripotente induse (iPS) și cultura muticelulară pentru a modela un mini-ficat steatotic prin două abordări diferite, oferind astfel noi instrumente pentru testarea medicamentelor aflate în curs de dezvoltare.

Organoidele oferă o abordare elegantă pentru a modela bolile umane și pentru a testa noi medicamente. Boala hepatică grasă nealcoolică (NAFLD) a cărei incidență a crescut dramatic în ultimii ani odată cu creșterea obezității, este definită de acumularea de trigliceride în hepatocite, inflamație, leziuni hepatice și progresia către fibroză. În prezent, nu există terapie aprobată, dar sunt explorate multe căi. Două echipe americane au creat ficatei mini-steatotici folosind abordări diferite, ambele folosind celule stem pluripotente induse (iPS), oferind astfel noi instrumente pentru testarea medicamentelor în curs de dezvoltare.


Articol publicat în condițiile definite de licența de atribuire Creative Commons CC-BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0), care autorizează fără restricții utilizarea, distribuirea și reproducerea pe orice suport, fie sub rezerva citării corecte din publicația originală.

Epidemia globală de obezitate provoacă o creștere îngrijorătoare a numărului de persoane cu boli de ficat gras, cunoscute și sub denumirea de NAFLD (boală hepatică grasă nealcoolică) [1]. NAFLD se caracterizează printr-o acumulare excesivă de trigliceride în hepatocite. Poate evolua spre steatohepatită sau NASH (steatohepatită nealcoolică), apoi la ciroză și complicațiile acesteia, hepatocarcinom și insuficiență hepatocelulară. Această boală este asimptomatică în etapele NAFLD și NASH, ceea ce întârzie adesea diagnosticul său. Studiul său este, de asemenea, complex, datorită, pe de o parte, originii sale multifactoriale, combinând factorii de mediu (sedentarism, dietă) și genetici (predispoziția regulatorilor metabolici ai ficatului) [2] și, pe de altă parte, relevanța de modele murine care sunt utilizate în principal, dar a căror dietă și metabolism diferă de cele ale oamenilor [3]. Astfel, studiile terapeutice ale moleculelor rezultate din studiile preclinice au avut cel mai adesea rezultate neconcludente, chiar uneori contradictorii [4].

Pentru a depăși această dificultate, au apărut noi abordări experimentale, care combină cele mai noi tehnici de diferențiere celulară cu cele ale culturilor multicelulare [5, 6] (→).

(→) Vezi Sinteza lui J.L. Galzi și colab., Domnișoară nr.5, mai 2019, pagina 467

Mini-organele umane au fost astfel dezvoltate în laborator din celule stem pluripotente induse (celule iPS) [6, 7]. Aceste instrumente au devenit rapid deosebit de valoroase pentru modelarea bolilor umane. Astfel, recent, două studii de „dovadă a conceptului” au evidențiat potențialul acestor noi tehnici în înțelegerea noastră a NAFLD.

IPS cu deficit de sirtuină pentru modelarea unui mini-ficat steatotic uman

În primul studiu, pe care l-am publicat în jurnal Metabolismul celular, echipa noastră (Departamentul de patologie, Universitatea din Pittsburgh, Statele Unite) au urmărit modelarea steatozei pe un mini-organ uman. În acest scop, am investigat rolul unui regulator metabolic al sirtuin 1 deacetilazei (SIRT1) în dezvoltarea NAFLD [8]. SIRT1 este de fapt cunoscut că exercită un rol protector în ceea ce privește steatoza hepatică, prin modularea diferitelor căi de semnalizare metabolică, în special în țesutul adipos și în ficat. De asemenea, joacă un rol antiinflamator în celulele macrofage, ceea ce explică de ce, în absența sa, inflamația și stresul oxidativ contribuie la progresia NAFLD către NASH [9] (→).

(→) Vezi Știrile lui H. Gilgenkrantz și C. Perret, Domnișoară nr. 3, martie 2012, pagina 269