În timp ce puterea regenerativă uimitoare a ficatului este cunoscută din cele mai vechi timpuri, celulele responsabile de întreținerea și regenerarea ficatului au rămas un mister. Acum, cercetările efectuate de Institutul de Cercetare al Centrului Medical pentru Copii de la UT Southwestern (CRI) au identificat celulele responsabile de întreținerea și regenerarea ficatului, indicând în același timp locul în care acestea locuiesc în ficat.

Aceste descoperiri, publicate în Știința, ar putea ajuta savanții să răspundă la întrebări importante despre întreținerea ficatului, afectarea ficatului (cum ar fi ficatul gras sau boala alcoolică hepatică) și cancerul hepatic.

Ficatul îndeplinește funcții vitale, inclusiv detoxifiere chimică, producția de proteine ​​din sânge, excreția biliară și reglarea metabolismului energetic. Structural, ficatul este alcătuit din unități de țesut numite lobuli care, atunci când sunt secționate transversal, seamănă cu fagurii. Lobulii individuali sunt organizați în zone concentrice în care hepatocitele, tipul primar de celule hepatice, îndeplinesc diverse funcții. În ultimii 10 ani, s-a dezbătut dacă toate hepatocitele din lobul contribuie la producerea de celule noi sau dacă un anumit subset de hepatocite sau celule stem este responsabil.

Eforturile anterioare de identificare a celulelor cele mai responsabile pentru regenerarea ficatului au fost împiedicate de lipsa markerilor pentru a distinge și a compara funcțiile tipurilor distincte de hepatocite din diferite regiuni ale ficatului. Oamenii de știință din laboratorul Zhu au abordat această problemă prin compararea genelor care marchează hepatocitele din ficat. Folosind această abordare, au identificat gene care au fost activate doar de anumite subseturi de hepatocite și apoi au folosit aceste gene ca markeri pentru a distinge identitățile și funcțiile diferitelor subseturi de hepatocite. Au creat 11 noi tulpini de șoareci, fiecare dintre ele purtând un marker pentru un anumit subset de hepatocite. Împreună cu trei tulpini de șoareci stabilite anterior, cercetătorii au observat cum celulele marcate s-au înmulțit sau au dispărut în timp și care au fost responsabile de regenerarea ficatului după deteriorare. Aceste experimente au permis cercetătorilor să compare în mod direct modul în care diferite subgrupuri de hepatocite au contribuit la menținerea și regenerarea ficatului.

Membrii laboratorului Zhu au descoperit că celulele din zona 2 au dat naștere unor noi hepatocite care au populat toate cele trei zone ale lobulilor hepatici, în timp ce celulele din zonele 1 și 3 au dispărut. Aceste observații neașteptate au sugerat că nu există o populație rară de celule stem responsabile de întreținerea ficatului, ci, în schimb, un set comun de hepatocite mature într-o anumită regiune a ficatului care se împart în mod regulat pentru a produce noi hepatocite în ficat. De asemenea, laboratorul Zhu a expus șoarecii la substanțe chimice care imitau forme comune de leziuni hepatice, arătând că celulele din zona 2 au fost cele mai capabile să se sustragă de la moarte, să regenereze hepatocite și să susțină funcția hepatică.

„La om, celulele din zonele 1 și 3 sunt cel mai adesea afectate de alcool, acetaminofen și hepatită virală. Deci, este logic ca celulele din zona 2, care sunt protejate de leziunile toxice ce afectează ambele capete ale lobulului, să fie într-un poziție primară pentru regenerarea ficatului. Cu toate acestea, este nevoie de mai multe investigații pentru a înțelege diferitele tipuri de celule din ficatul uman „, spune Hao Zhu, MD, profesor asociat la CRI și autor principal al studiului.

Pentru a afla mai multe despre mecanismele pe care hepatocitele din zona 2 le folosesc pentru a regenera funcția ficatului, membrii laboratorului Zhu au efectuat screening-uri genetice în scopul depistării genelor importante pentru creștere și regenerare. Au descoperit o cale cunoscută sub numele de axa IGFBP2-mTOR-CCND1 care era activă în zona 2, dar mai puțin în zonele 1 și 3. Când au șters componentele acestei căi de la șoareci, celulele din zona 2 nu au mai dat naștere la noi hepatocite, stabilind că acesta a fost mecanismul responsabil pentru capacitatea regenerativă a celulelor din zona 2.

„Identificarea hepatocitelor din zona 2 ca populație regenerativă răspunde unor întrebări fundamentale despre biologia ficatului și ar putea avea implicații importante pentru bolile hepatice. În plus, instrumentele pe care le-am creat pentru a studia diferite tipuri de hepatocite pot fi utilizate pentru a examina modul în care diferite celule răspund leziunilor hepatice sau modificărilor genetice care cauzează cancer la ficat „, spune Zhu.

 

Sursa medicalxpress.com