Cercetătorii au creat în laborator mici replici ale ficatului uman care pot anticipa reacţiile toxice la medicamente. Progresele din domeniul dezvoltării organoizilor deschid drumul către un viitor în care reacţiile individuale la medicamente pot fi anticipate înainte de testarea clinică.
O echipă de la Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, în colaborare cu grupul farmaceutic elveţian Roche, a dezvoltat o platformă avansată de organoizi hepatici capabilă să estimeze ce medicamente pot declanşa reacţii imune dăunătoare la anumite persoane.
Sistemul, realizat integral din celule umane, combină celule stem derivate de la pacienţi cu celule imunitare proprii acestora. Rezultatul este un model care reproduce fidel modul în care genetica influenţează reacţiile organismului la medicamente.
Cercetătorii au demonstrat că platforma poate recrea în laborator leziunea hepatică cauzată de antibioticul flucloxacilină, observată doar la indivizii purtători ai variantei genetice HLA-B*57:01.
Prin acest model, oamenii de ştiinţă pot urmări activarea celulelor T (un tip de celule ale sistemului imunitar), eliberarea de citokine şi deteriorarea celulelor hepatice, procese care apar şi la pacienţii sensibili.
„Am vrut să creăm un sistem uman care să surprindă interacţiunea dintre ficat şi sistemul imunitar. Acum putem înţelege de ce anumite medicamente provoacă leziuni hepatice doar la o mică parte dintre indivizi”, a explicat dr. Fadoua El Abdellaoui Soussi, coautoare a studiului.
Potrivit autorilor, noul model reprezintă „un pas important către o biologie umană reprodusă în laborator, relevantă pentru pacienţi”.
Organoizii hepatici au fost generaţi din celule stem pluripotente induse (iPSCs), celule reprogramate care pot deveni orice tip de ţesut. Acestea au fost combinate cu celulele T CD8⁺ ale fiecărui donator, obţinându-se un model biologic construit integral din celule umane, capabil să reproducă reacţiile reale ale sistemului imunitar. Această abordare depăşeşte limitările modelelor clasice de laborator şi ale testelor pe animale, care nu pot reproduce diversitatea genetică şi imunitară a oamenilor.
Lucrarea extinde cercetările anterioare ale dr. Takanori Takebe, un pionier în generarea organoizilor hepatici umani. Prin perfecţionarea acestor metode într-o platformă miniaturizată, care permite creşterea simultană a numeroşi organoizi hepatici în condiţii strict controlate, echipa CuSTOM Accelerator de la Cincinnati Children’s a transformat o descoperire de laborator într-un instrument practic şi eficient pentru testarea de precizie a toxicităţii medicamentelor, pentru a îmbunătăţi siguranţa pacienţilor şi a accelera dezvoltarea noilor medicamente.
Cincinnati Children’s este lider mondial în domeniul medicinei bazate pe organoizi umani, dezvoltând din 2010 primele structuri intestinale umane funcţionale. Sub conducerea dr. Magdalena Kasendra, programul CuSTOM Accelerator colaborează cu industria biofarmaceutică şi tehnologică pentru a transforma aceste descoperiri în soluţii concrete pentru medicina personalizată şi testarea siguranţei medicamentelor.
În continuare, cercetătorii vor automatiza testele pe organoizi şi le vor aplica pe probe provenite de la persoane cu profiluri genetice diferite, pentru a observa cum reacţionează fiecare organism la diverse medicamente. Acest pas ar putea permite depistarea din timp a reacţiilor adverse şi dezvoltarea unor tratamente mai sigure pentru pacienţi.
Studiul a fost publicat recent în revista Advanced Science.
Foto articol: Modele de organoizi hepatici umani cultivaţi împreună cu celule T CD8 autologe (marcate cu verde). Aceste ţesuturi pot fi utilizate în timpul procesului de dezvoltare a medicamentelor pentru a observa toxicitatea hepatică, potrivit unui nou studiu publicat de experţii de la Cincinnati Children’s. Credit: Cincinnati Children’s.
