Alai

Laboratorieproducerede dele

Det er ikke noget problem for en søstjerne eller salamander, som er velkendt for at bruge regenerative “superkræfter” til at erstatte manglende arme og haler. Men de er ikke de eneste dyr, der kan genopbygge ødelagte eller beskadigede kropsdele. Hjorte kan genudspire så meget som 66 lbs. (30 kg) af et gevir på kun tre måneder. Zebrafisk kan genskabe deres hjerter, mens fladorme har vist, at de kan genskabe deres eget hoved.

For mennesker er det dog sådan, at det, der er tabt, er tabt – eller er det?

Individuelle celler i din krop bliver konstant erstattet, efterhånden som de bliver slidt op, en proces, der bliver langsommere med alderen, men som fortsætter i hele menneskets levetid. Du kan endda observere denne hyppige og synlige regenerering i et af dine organer: din hud. Faktisk smider mennesker hele deres ydre hudlag hver anden til fjerde uge og mister ca. 510 gram hudceller om året ifølge American Chemical Society.

Den almindelige praksis med at regenerere hele organer og kropsdele, som er almindelig praksis blandt “Doctor Who’s” Time Lords, er imidlertid uden for den menneskelige biologis rækkevidde. Men i de seneste år er det lykkedes forskerne at dyrke en række menneskelige kropsstrukturer, lignende strukturer, der med succes er blevet afprøvet på dyr, og menneskelige organer i lille skala kendt som “organoider”, som bruges til at studere menneskelige organers funktion og struktur på et detaljeringsniveau, der tidligere var umuligt. Her er nogle nylige eksempler:

Faldrør

Ved hjælp af stamceller dyrkede forskere fra Max Planck Institute for Infection Biology i Berlin det inderste cellelag af de menneskelige æggeledere, som er de strukturer, der forbinder æggestokkene og livmoderen. I en erklæring, der blev offentliggjort den 11. januar, beskriver forskerne de resulterende organoider som havende de træk og former, der er særlige for æggeledere i fuld størrelse.

Minihjerne

En laboratoriehjerne på størrelse med et viskelæder blev dyrket af hudceller af forskere fra Ohio State University (OSU), og den ligner strukturelt og genetisk hjernen i et fem uger gammelt menneskefoster. Organoidet, der af OSU-repræsentanter i en erklæring fra den 18. august beskrives som “en hjerneforandringer”, har fungerende neuroner med signalbærende forlængelser som axoner og dendritter. På billedet af minihjernen identificerer etiketter strukturer, der typisk findes i en fosterhjerne.

Minihjerte

Forsker fik stamceller til at udvikle sig til hjertemuskler og bindevæv og derefter organisere sig til små kamre og “slå”. I en video af denne præstation slår hjertemuskelcellerne (angivet med rødt i midten), mens bindevæv (grøn ring) fastgør minihjertet til den skål, hvor det voksede. Kevin Healy, professor i bioteknologi ved University of California, Berkeley, og medforfatter af undersøgelsen, udtalte i en erklæring. “Denne teknologi kan hjælpe os med hurtigt at screene for lægemidler, der sandsynligvis vil generere hjertefejl ved fødslen, og vejlede os i beslutninger om, hvilke lægemidler der er farlige under graviditeten.” Forskningen blev offentliggjort i marts 2015 i tidsskriftet Nature Communications

Minikidney

Et hold australske forskere dyrkede for første gang en minikidney og differentierede stamceller for at danne et organ med de tre forskellige typer nyreceller. Forskerne dyrkede organoidet i en proces, der fulgte den normale nyreudvikling. På billedet repræsenterer de tre farver de typer nyreceller, der danner “nefroner”, de forskellige strukturer i nyren.

Minilung

Forskere fra flere institutioner samarbejdede om at dyrke 3D-lungeorganoider, der udviklede bronkier, eller luftvejsstrukturer, og lungehinde. “Disse minilunger kan efterligne reaktioner fra virkelige væv og vil være en god model til at studere, hvordan organer dannes ændrer sig med sygdom, og hvordan de kan reagere på nye lægemidler,” sagde Jason R. Spence, seniorforfatter af undersøgelsen og en assisterende professor i intern medicin og celle- og udviklingsbiologi ved University of Michigan Medical School, i en erklæring. Minilungerne overlevede i laboratoriet i mere end 100 dage.

Ministomach

Ministomacher, der tog omkring en måned at dyrke i en petriskål, dannede “ovale, hule strukturer”, der ligner en af mavens to dele, sagde Jim Wells, medforfatter til undersøgelsen og professor i udviklingsbiologi ved Cincinnati Children’s Hospital Medical Center. Wells fortalte Live Science, at de små maver, som målte omkring 3 millimeter i diameter, ville være særligt nyttige for forskere, der studerer virkningerne af en bestemt bakterie, der forårsager mavesygdomme. Det skyldes, at bakterierne opfører sig anderledes i dyreforsøgspersoner, sagde han.

Vagina

I april 2014 beskrev en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet The Lancet de vellykkede transplantationer af laboratorieavlede skeder, der var skabt ved at pleje patienternes celler på et skedeformet stillads. Transplantationerne, der blev foretaget flere år tidligere hos fire piger og unge kvinder mellem 13 og 18 år, korrigerede en medfødt defekt, hvor skeden og livmoderen mangler eller er underudviklet. Teenagerne blev undersøgt årligt i otte år efter transplantationerne, og i den periode fungerede organerne normalt og tillod smertefrit samleje.

Penis

Videnskabsfolk på Wake Forest Institute for Regenerative Medicine brugte kaninceller til at dyrke erektilvæv fra en penis og transplanterede de laboratorieavlede penisser på hankaniner, som derefter parrede sig med succes. Men processen er stadig på forsøgsstadiet, og der kræves godkendelse fra US Food and Drug Administration, før holdet kan udvide sit arbejde og inkorporere menneskeligt væv og forsøgspersoner. U.S. Armed Forces Institute of Regenerative Medicine stiller penge til rådighed for undersøgelsen, da forskningen kan være til gavn for soldater, der har pådraget sig lyskeskader i kamp.

Spiserør

På Kuban State Medical University i Krasnodar, Rusland, konstruerede et internationalt forskerhold et fungerende spiserør ved at dyrke stamceller på et stillads i tre uger; de implanterede derefter med succes organet i rotter. Forskerne testede det nye spiserør for holdbarhed ved at puste det op og tømme det 10.000 gange, implanterede de kunstige strukturer i 10 rotter og erstattede op til 20 procent af dyrenes oprindelige organer.

Øre

Hør nu her: Forskere har 3D-printet menneskelige ører og dyrket dem ved at belægge støbte øreformer med levende celler, der voksede omkring rammen. Forskerne skabte den øreformede form ved at modellere et barns øre ved hjælp af 3D-software og derefter sende modellen til en 3D-printer. Da forskerne havde formen i hånden, injicerede de den med en cocktail af levende øreceller og kollagen fra køer, og “der kom et øre ud”, rapporterede Live Science. De fremstillede ører blev derefter implanteret på rotter i en til tre måneder, mens forskerne evaluerede ændringer i størrelse og form, efterhånden som organerne voksede.