Naukowcy z Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, we współpracy z Roche, opracowali przełomową platformę organoidów wątroby. Ta pozwala przewidywać, które leki mogą wywoływać szkodliwe reakcje immunologiczne u niektórych pacjentów. To pierwszy model w pełni oparty na komórkach pacjenta, integrujący zarówno komórki wątrobowe, jak i odpornościowe, co znacząco zwiększa bezpieczeństwo i precyzję badań nad lekami.
Jak działają organoidy wątroby
Platforma opiera się na miniaturowych, trójwymiarowych organoidach wątroby wywodzących się z pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC), połączonych z autologicznymi limfocytami T CD8⁺ pacjenta. Dzięki temu model odzwierciedla interakcje między wątrobą a układem odpornościowym, a także genetyczną różnorodność ludzi.
Tradycyjne testy laboratoryjne i modele zwierzęce nie są w stanie odtworzyć złożonych, indywidualnych mechanizmów immunologicznych. Takich, które odpowiadają za rzadkie przypadki toksyczności leków. Nowa platforma wypełnia tę lukę, umożliwiając badanie reakcji pacjenta jeszcze przed wprowadzeniem leku do obrotu.
Obejrzyj też: Ukłąd glimfatyczny w mózgu.
Modelowanie uszkodzeń wątroby wywołanych lekami
Jako dowód koncepcji naukowcy odtworzyli reakcję wątroby na antybiotyk flucloksacylinę, który wywołuje toksyczność u pacjentów z genem ryzyka HLA-B*57:01. Model skutecznie zarejestrował aktywację limfocytów T, a ponadto wydzielanie cytokin oraz uszkodzenie hepatocytów. Przebiega to więc zgodnie z tym, co obserwuje się u osób podatnych na tę reakcję.
– „Naszym celem było wprowadzenie biologii człowieka do laboratorium w sposób skalowalny, powtarzalny i znaczący dla pacjentów” – mówi Magdalena Kasendra, dyrektor ds. badań i rozwoju w CuSTOM. „Łącząc naukę o komórkach macierzystych z toksykologią stosowaną, model ten przybliża badania organoidów wątroby do transformacji procesu opracowywania leków.”
Skalowalność i innowacja w badaniach nad lekami
Platforma powstała na bazie wcześniejszych prac prof. Takanoriego Takebe, który opracował metody generowania organoidów wątroby z iPSC. Integrując komórki odpornościowe pacjenta, system stał się skalowalnym narzędziem do precyzyjnej toksykologii.
Partnerstwo z Roche umożliwiło połączenie innowacji akademickiej z doświadczeniem przemysłowym w zakresie toksykologii translacyjnej. To zwiększa przewidywalność reakcji pacjentów na nowe leki.
Organoidy wątroby a medycyna spersonalizowana
Cincinnati Children’s od 2010 roku prowadzi badania nad medycyną organoidów, w tym nad funkcjonalnymi organoidami jelitowymi. Platforma CuSTOM Accelerator współpracuje z firmami biotechnologicznymi i technologicznymi. Chce wprowadzać te innowacje do praktyki klinicznej – w obszarach bezpieczeństwa leków, medycyny spersonalizowanej i terapii regeneracyjnej.
Kolejnym krokiem jest automatyzacja testów organoidów wątroby oraz umożliwienie wysokoprzepustowego badania próbek od dużych i zróżnicowanych genetycznie dawców. Pozwoli to uchwycić pełne spektrum zmienności ludzkiej i rozwijać skuteczniejsze i bardziej dopasowane terapie.
Przyszłość badań nad toksycznością leków
– „Ta praca odzwierciedla wizję CuSTOM – przekształcanie nauki o organoidach w praktyczne narzędzia, które poprawiają zdrowie pacjentów” – mówi Kasendra. – „To dopiero początek. Łącząc biologię, inżynierię i wgląd kliniczny, zbliżamy się do przewidywania, jak prawdziwi pacjenci zareagują na nowe terapie, zanim trafią one do klinik.”
Nowa platforma organoidów wątroby stanowi krok milowy w medycynie precyzyjnej, a także bezpieczeństwie leków. Otwiera tym samym drzwi do bardziej spersonalizowanego i przewidywalnego procesu opracowywania nowych terapii.