Wissenschaftler der Keio-Universität haben einen bedeutenden Durchbruch erzielt, indem sie erfolgreich menschliche adulte Hepatozyten-Organoide mit ausgereiften Stoffwechselfunktionen erzeugt haben. Diese 3D-Leberzellkulturen zeigen komplexe Leberaktivitäten und stellen einen wesentlichen Fortschritt in der Lebererkrankungsforschung dar. Diese Organoide bilden die komplizierte Biologie der Leber außerhalb des menschlichen Körpers effektiv nach.
Das Forschungsteam unter der Leitung von Ryo Igarashi und Mayumi Oda verwendete kryokonservierte adulte menschliche Hepatozyten und entdeckte, dass die Behandlung mit Oncostatin M, einem Zytokin, das an entzündlichen Signalwegen beteiligt ist, eine millionenfache Expansion der Organoidzahlen auslöste. Dieser Befund behebt frühere Einschränkungen des Zellwachstums, die in Laborumgebungen beobachtet wurden, wo sich Hepatozyten oft in cholangiozytenähnliche Zellen mit begrenzter funktioneller Lebensdauer verwandelten.
Diese Hepatozyten-Organoide behielten ihre Lebensfähigkeit über drei Monate, einige überlebten bis zu sechs Monate. Nach der Differenzierung exprimierten die Organoide wichtige Leberfunktionen, einschließlich der Synthese von Glukose, Harnstoff, Cholesterin und Gallensäure. Darüber hinaus bildeten sie gallenkanalikulusartige Netzwerke, die die natürliche Architektur der Leber nachahmten. Nach der Transplantation in immungeschwächte Mäuse mit eingeschränkter Leberfunktion wurden die Organoide erfolgreich transplantiert, ersetzten verlorene Leberzellen und stellten grundlegende Leberfunktionen wieder her. Diese Entwicklung behebt den kritischen Mangel an Spenderorganen bei Lebertransplantationen.
Diese Organoide sind vielversprechend für die pharmazeutische Forschung und die Krankheitsmodellierung und bieten eine erneuerbare und konsistente Quelle für metabolisch aktive menschliche Leberzellen. Das Team replizierte auch pathologische Zustände, wie z. B. Ornithin-Transcarbamylase (OTC)-Mangel, unter Verwendung von Gen-Editing-Techniken, was die potenziellen Anwendungen dieser innovativen Technologie weiter ausdehnt.