in general celulele cultite in vitro isi mentin fenotipul lor diferentiat numai atunci cand conditiile de cultura sunt asemanatoare mediului in care aceste celule traiesc in vivo. De aceea, in ultimul timp, dupa o experienta indelungata de cultire in vitro, in conditii standard (conditii ce nu tineau cont prea mult de diferentele intre diferitele tipuri celulare), s-au dezvoltat bioreactoare in care cresterea celulelor se face in conditii ce mimeaza cat mai mult cu putinta conditiile naturale. De altfel, acest tip de cultire a celulelor a si dus la obtinerea unor organe in vitro, pornind de la doar cate celule.
Chirurgie reconstructi la scara celulara. Ultima frontiera: Organe obtinute in vitro
Un raport recent publicat in Science arata ca din punct de vedere "tehnic\" a devenit posibila obtinerea in vitro, pornind de la doar cate celule, a unor segmente de tesut scular (se arteriale de calibru mic), identice cu structurile sculare de origine.
Aceste
artere formate si cultite in vitro au fost obtinute pornind de la cate celule musculare netede, prelete prin
biopsie de la animalele de experienta. Ele au fost cultite cu ajutorul unui si
stem biomimetic, prin cresterea celulelor pe o matrice de polimer poros, ramificat, biodegradabil, intr-un mediu de cultura perfuzat pusatil. Cultite astfel, celulele musculare netede dobandesc un aspect similar cu celulele din compunerea peretelui scular.
Dupa opt saptamani, celule endoteliale au fost insamantate peste celulele musculare netede. Atasarea acestor celule endoteliale a fost favorizata de perfuzia continua a mediului de cultura si a fost confirmata prin microscopie electronica de baleiaj. Remarcabil este faptul ca aceste artere cultite in vitro, grefate la animale de experienta, s-au dovedit a fi practic identice sub aspect morfologic, ultrastruc-tural, histochimic cat si sub aspectul proprietatilor mecanice cu structurile arteriale. Functional, celulele acestor se raspund similar cu sele "naturale\" la diferiti agenti farmacodinamic activi.
Primii care s-au pronuntat asupra aplicatiilor potentiale ale unor astfel de tehnologii de obtinere in vitro a unor tesuturi (ca sursa pentru grefele arteriale) au fost chirugii cardio-sculari din S.U.A., tara in care se efectueaza anual 600 000 de interventii de bypass coronarian (31).
Acest raport, primul referitor la structuri ale aparatului cardio-scular, trebuie incadrat in loul mai general al eforturilor de obtinere a unor organe sau tesuturi in vitro.
Simpla trecere in revista a acestor eforturi este surprinzatoare. Au primit deja aprobarea de utilizare in practica in S.U.A. sau Canada primele tesuturi crescute in vitro:
- "TransCyte\" (celule dermice, crescute pe o matrice de polimer biodegradabil), cu utilizare in chirurgia plastica.
- "Apligraf (celule dermice si epidermice) utilizate pentru tratamentul ulcerelor ricoase.
- "Carticel\" (condrocite cultite pe o matrice bio-degradabila) pentru chirurgia articulatiilor genunchiului.
Se afla in faza de studiu clinic:
- un produs realizat din condrocite, crescute pe un polimer denumit hidrogel, ce devine rigid dupa injectare in organism si ar putea fi utilizat pentru inlocuirea lvelor cale ineficiente;
- "Vitrix\" (fibroblaste si colagen) pentru vindecarea plagilor profunde fara cicatrice.In cursul experimentelor preclinice sunt:
- un copolimer ce se spera sa fie utilizat ca suprafata de ghidare in videcarea unor fracturi;
- cornee formata in vitro din celule de origine umana;
- o l cardiaca formata in vitro;
- tesut conjunctiv cultit in vitro pentru a fi utilizat ca tesut de inlocuire in cursul mastectomiilor.
Experimentele incununate de succes, pe animale de experienta, cu imtarea unor ci
urinare cultite in vitro au dus la demararea primelor incercari de a obtine acest organ, pornind de la celule de origine umana si la efectuarea demersurilor pentru a initia primele studii clinice de acest tip.
Succesul cultirii in vitro a arterelor da un ant extraordinar celor care sunt deja pe cale sa dezvolte protocoalele de cultire in vitro a unor organe interne mari, bogat scularizate, asa cum sunt ficatul sau rinichiul. Structuri cu scularizatie proprie cultite in vitro pornind de la celule hepatice (si ulterior celule endoteliale), cu ajutorul unor retele de polimeri biodegradabili au fost deja obtinute, iar aceste strucutri erau capabile sa sintetizeze albumina.
Problemele legate de aceste noi modalitati terapeutice sunt complexe:
- necesitatea de a realiza conexiunile necesare pentru o adaptare de finete a acestor organe crescute in vitro, de conectare la reteaua structurilor sculare si nervoase.
- elaborarea unor noi modalitati de a testa
sterilitatea sau proprietatile mecanice ale acestor tesuturi;
- elaborarea unor modalitati de stocare a acestor tesuturi si nu in ultimul rand de ajustarea capacitatilor de cultire in vitro a unor tesuturi sau organe, la nevoile impuse de patologie.
Cu toate acestea, specialistii acestui domeniu afirma ca timpul in care cea mai mare parte a tesuturilor sau organelor putea fi recreata pornind de la cate celule, in vitro, nu este departe. Surprizele pe care comunitatea medicala le poate astepta de la dezvoltarea tehnologiilor de manipulare si cultire a celulelor, tesuturilor si organelor in vitro par a fi numeroase. Recent a fost dezluita o astfel de surpriza: celule
stern neuronale, transtate unor soareci iradiati au dat
nastere unei rietati de celule hematopoietice, inclusiv celule mieioide si limfoide, aratand astfel ca potentialul celulelor stem neuronale este mai mare decat se credea. De aceea, este de presupus ca potentialul diferitelor celule, inclusiv al celulelor stem fi din plin exploatat odata cu perfectionarea cultirii tesuturilor in afara organismului, in scopuri terapeutice.
