O echipă de cercetători de la Departamentul de Biomedicină al Universității din Basel și de la Spitalul Universitar Basel a realizat o premieră mondială: a construit în laborator un model de măduvă osoasă umană funcțională, capabilă să producă celule sanguine timp de mai multe săptămâni.
Descoperirea, publicată în revista Cell Stem Cell, marchează un pas uriaș în biomedicină și deschide noi direcții pentru studierea bolilor de sânge, testarea tratamentelor și reducerea experimentelor pe animale.
De ce este atât de importantă măduva osoasă
Măduva osoasă este „fabrica de sânge” a organismului – locul unde se produc toate celulele sanguine, inclusiv globulele roșii, globulele albe și trombocitele. Orice perturbare a acestui proces poate duce la boli grave precum leucemie, anemie severă sau aplazie medulară, scrie news.ro.
De-a lungul deceniilor, studiile privind funcționarea măduvei s-au bazat în principal pe modele animale, în special șoareci, sau pe sisteme celulare simplificate. Însă acestea nu pot reproduce fidel complexitatea microambientului uman.
O „fabrica de sânge” în laborator, realizată integral din celule umane
Noul model creat la Basel este complet uman și reproduce fidel structura și funcțiile unei nișe endostale – o zonă critică a măduvei aflată în apropierea osului, responsabilă pentru menținerea și diferențierea celulelor stem hematopoietice.
Pentru a construi această structură, cercetătorii au folosit: o schelă tridimensională din hidroxiapatită, mineral natural al osului; celule stem pluripotente umane, reprogramate pentru a se transforma în tipurile celulare specifice măduvei; o succesiune controlată de pași de dezvoltare, care a permis generarea unei rețele complexe de celule osoase, imune și vasculare.
Dimensiunea modelului – aproximativ 8 mm în diametru și 4 mm în grosime – este considerabil mai mare decât încercările anterioare, suficient de mare pentru a susține o producție continuă de celule sanguine în condiții de laborator.
O platformă pentru bolile de sânge și testarea tratamentelor
Cercetătorii spun că noul model reproduce foarte bine arhitectura osului, compoziția celulară, dar și interacțiunile mecanice și chimice din măduva reală.
Acest lucru îl face extrem de valoros pentru studierea leucemiilor și altor cancere hematologice,a mecanismelor prin care tumorile devin rezistente la tratament, cât și pentru dezvoltarea de medicamente care să acționeze direct asupra mediului medular.
În prezent, testele preclinice pentru tratamentele oncologice presupun numeroase experimente pe animale. Modelul elvețian ar putea reduce semnificativ necesitatea acestora, fiind un pas important în direcția „3R”: reducere, rafinare și înlocuire a utilizării animalelor în cercetare.
Posibil un viitor al medicinei personalizate pentru pacienții cu leucemie
Echipa de la Basel vede și un potențial clinic pe termen mediu: posibilitatea de a crea măduvă artificială personalizată, generată din celulele pacienților cu boli hematologice.
Acest lucru ar permite testarea terapiilor direct pe modelul fiecărui pacient, evaluarea sensibilității la tratamente, reducerea riscului de reacții adverse și creșterea ratei de succes a terapiilor personalizate.
Pentru utilizări clinice, sunt necesare validări suplimentare și îmbunătățiri tehnice, inclusiv miniaturizarea platformei pentru testarea simultană a multiplelor medicamente sau doze.
Modelul creat la Basel nu este o „măduvă completă” în sens medical, dar este cel mai avansat sistem de acest tip creat vreodată: prima platformă umană care produce sânge într-un mod susținut și replicabil.
Cercetătorii subliniază că înțelegerea mecanismelor umane reale, nu doar a celor observate la șoareci, este esențială pentru progresul în hematologie.
Studiul marchează un moment-cheie pentru biomedicină, cu implicații majore pentru cercetare, dezvoltarea de medicamente și, pe termen lung, medicina personalizată.