Un cip inovator ar putea deschide calea către noi tratamente pentru cei care suferă de boala ficatului gras non-alcoolic (BFGNA), care afecteazî în jur de 30% din populaţia globului. Spre deosebire de bolile hepatice rezultate în urma consumului excesiv de alcool, această afecţiune apare adesea ca rezultat al obezităţii, diabetului zaharat de tip 2, hipertensiunii arteriale, colesterolului sau nivelului ridicat de trigliceride.
Oamenii de ştiinţă de la universitatea Kyoto, din Japonia, au dezvoltat platforma iGLC (integrated-gut-liver-on-a-chip) pentru a studia mai eficient BFGNA (în engleză NAFLD).
Prin simularea axei complexe intestin-ficat, acest cip este promiţător pentru descoperirea unor opţiuni de tratament îmbunătăţite.
BFGNA include steatoza hepatica simplă si steatohepatita non-alcoolică, cea mai severa forma a bolii care poate progresa catre ciroză si insuficienţă hepatică.
Deşi afectează o parte semnificativă a populaţiei la nivel mondial, tratamentele eficiente se lasă aşteptate.
Axa intestin-ficat, cea care implică interacţiuni complexe între intestin şi ficat, reprezintă o provocare pentru cercetători din cauza diferenţelor dintre specii care fac ca modelele animale să fie inadecvate pentru găsirea unor soluţii valabile şi pentru oameni.
Acumularea de grăsime în ficat caracterizează BFGNA, care poate duce la complicaţii grave, şi chiar până la necesitatea unui transplant de ficat.
Pentru a explora această afecţiune şi pentru a descoperi căi de tratament mai bune, oamenii de ştiinţă au nevoie de abordări de cercetare avansate.
Deşi platformele organ-pe-un-cip, cum sunt denumite nu sunt noi, platforma iGLC dezvoltată de echipa japoneză se arată promiţătoare în abordarea unor limitări ale încercărilor anterioare, potrivit unui studiu publicat în revista Communications Biology.
Cercetătorii au folosit platforma iGLC, introducând linii de celule canceroase hepatice şi intestinale în camere separate, conectate prin canale fluidice.
Camerele au valve poziţionate cu grijă pentru controlul fluidelor şi o pompă pentru a imita circulaţia dintre intestin şi ficat.
Acest sistem permite circulaţia separată a fluidelor, facilitând în acelaşi timp introducerea de substanţe, cum ar fi acizii graşi liberi, pentru a observa impactul acestora asupra „organelor" cu care interacţionează.
(Fotografie a unei platforme iGLC. Straturile de perfuzie şi de control sunt colorate în roz şi, respectiv, albastru. Credit:Communications Biology, 2023)
Platforma iGLC este construită dintr-un material siliconic acoperit cu două substanţe: una care împiedică interferenţa moleculelor grase şi alta care favorizează creşterea celulelor.
Au fost observate schimbări semnificative în expresia genelor în celulele intestinale şi hepatice atunci când au fost cultivate în platforma iGLC în comparaţie cu culturile independente.
Cercetătorii au documentat, de asemenea, efectele introducerii acizilor graşi liberi pe parcursul a una sau şapte zile.
După doar o zi, în celule au fost iniţiate leziuni ale ADN-ului, în timp ce şapte zile de acizi graşi liberi circulanţi au dus la acumularea acestora şi la moartea ulterioară a celulelor, imitând cazurile severe de BFGNA.
Deşi actuala platforma nu ia în considerare influenţa microbilor intestinali şi a altor factori asupra axei intestin-ficat, iar experimentele au folosit linii de celule canceroase care nu reprezintă pe deplin complexitatea ţesutului uman, aceasta marchează totuşi un pas înainte semnificativ.
Următoarea fază a cercetării va implica utilizarea organoizilor hepatici şi intestinali derivaţi din celule stem umane.
Această abordare va permite efectuarea de investigaţii privind BFGNA în condiţii controlate care seamănă foarte mult cu contextele fiziologice ale pacienţilor, oferind o mai bună înţelegere a bolii.
Platforma iGLC deschide uşile către o înţelegere mai profundă a interacţiunilor dintre organe şi a mecanismelor bolii.
Prin avansarea cunoştinţelor, aceasta i-ar putea duce mai aproape pe cercetători de dezvoltarea unor terapii ţintite pentru afecţiuni precum BFGNA, îmbunătăţind în cele din urmă viaţa celor afectaţi.
BFGNA afectează aproape 30% dintre persoanele din întreaga lume.
Spre deosebire de bolile hepatice rezultate în urma consumului excesiv de alcool, BFGNA este adesea rezultatul obezităţii, sau poate apărea din cauza diabetului zaharat de tip 2, hipertensiunii arteriale, a colesterolului ridicat sau a nivelului ridicat de trigliceride.
