Wątroba ma niezwykłą zdolność do regeneracji. Ta właściwość jest kluczowa dla utrzymania funkcji organów i powrotu do zdrowia po urazie lub operacji. Naukowcy z Centrum Medycznego Uniwersytetu w Lipsku, Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka, TU Dresden i ETH Zurich wykorzystali próbki kliniczne, aby zbadać, w jaki sposób typy komórek w wątrobie zmieniają się przed i po regeneracji. Stworzyli atlas komórek na podstawie ostatnich danych badawczych opublikowanych w renomowanym czasopiśmie Nature Communications.
W praktyce klinicznej regeneracja wątroby jest wyzwalana przez ustaloną procedurę zwaną embolizacją żyły wrotnej (PVE). Jest ona stosowana w szczególności u pacjentów z guzami wątroby lub innymi chorobami narządu w celu poprawy pozostałej funkcji wątroby po chirurgicznym usunięciu części tkanki. Ta procedura obejmuje zablokowanie żyły wrotnej, która transportuje krew do niektórych segmentów wątroby. Powoduje to, że krew przepływa mocniej przez inne segmenty narządu. Rezultatem jest powiększenie dobrze krążących segmentów wątroby i zmniejszenie zablokowanych segmentów.
W Centrum Medycznym Uniwersytetu w Lipsku, w szczególnych przypadkach operacji wątroby, regeneracja płata wątroby jest inicjowana przed interwencją chirurgiczną za pomocą embolizacji żyły wrotnej przy użyciu technologii radiologicznej. W bieżącym badaniu pobrano próbki tkanek od pacjentów po PVE. Przeanalizowano około 21 000 komórek i 9400 jąder komórkowych. „Dzięki identyfikacji typów komórek za pomocą zaawansowanych metod analitycznych udało nam się stworzyć atlas komórek zdrowej ludzkiej wątroby. Nasze badania wnoszą cenny wkład w dziedzinę hepatologii, aby lepiej zrozumieć choroby człowieka, takie jak zwłóknienie, marskość wątroby i rozwój raka wątroby” — mówi dr Georg Damm, autor korespondencyjny artykułu i kierownik laboratorium badawczego chirurgii trzewnej, transplantacyjnej, klatki piersiowej i naczyniowej w Centrum Medycznym Uniwersytetu w Lipsku.
Atlas komórek to zbiór map, które porządkują typy komórek tkanki według różnic w ich aktywnych genach. Porównanie map regenerującej się i zdrowej tkanki wątroby pokazuje wzmożoną ekspresję genów związanych z procesami rozwojowymi, adhezją komórkową i stanem zapalnym w wątrobie. Naukowcy odkryli również, że architektura najmniejszych jednostek strukturalnych tkanki wątroby, składających się z komórek nabłonka wątroby, jest zmieniona od żyły wrotnej do żyły centralnej – proces ten jest kluczowy dla funkcji metabolicznych wątroby.
Zaobserwowano również zmiany w składzie podtypów komórek naczyniowych i odpornościowych, co sugeruje złożoną i dynamiczną adaptację tkanki wątroby. Analiza komunikacji między różnymi typami komórek wątroby w tym badaniu pokazuje, że komórki tkanki łącznej stanowią centrum interakcji między komórkami odpornościowymi i naczyniowymi, i podkreśla znaczenie białek międzykomórkowych w regeneracji ludzkiej wątroby.
„Uchwycenie dynamicznych zmian, które zachodzą w tym modelu regeneracji, otwiera nowe możliwości przyszłych interwencji terapeutycznych. Nowe dane stanowią bogate źródło do badania zmian komórkowych i histologicznych w regeneracji wątroby u ludzi. W badaniach uzupełniających chcemy rzucić więcej światła na poszczególne mechanizmy i dalej je potwierdzać w modelach ludzkich” — mówi profesor Daniel Seehofer, profesor chirurgii wątroby i dróg żółciowych oraz chirurgii przeszczepowej na Uniwersytecie w Lipsku i kierownik Katedry Chirurgii Trzewnej, Transplantacyjnej, Klatki Piersiowej i Naczyniowej w Centrum Medycznym Uniwersytetu w Lipsku.
Oryginalna publikacja w Nature Communications:
Atlas komórek regenerującej się wątroby ludzkiej po embolizacji żyły wrotnej. DOI: 10.1038/s41467’024 -49236-7
