Mit Lepra assoziierte Parasiten können die Fähigkeit haben, Lebern zu regenerieren
Lepra ist eine der ältesten und hartnäckigsten Krankheiten der Welt, aber die Bakterien, die sie verursachen, können auch die überraschende Fähigkeit haben, zu wachsen und ein lebenswichtiges Organ zu regenerieren.
Wissenschaftler haben entdeckt, dass mit Lepra assoziierte Parasiten Zellen umprogrammieren können, um die Größe einer Leber bei erwachsenen Tieren zu vergrößern, ohne Schäden, Narben oder Tumore zu verursachen.
Die Ergebnisse deuten auf die Möglichkeit hin, diesen natürlichen Prozess anzupassen, um alternde Lebern zu erneuern und die Gesundheitsspanne – die Zeitspanne, in der Menschen krankheitsfrei leben – zu verlängern.
Experten sagen, dass es auch dazu beitragen könnte, geschädigte Lebern wieder wachsen zu lassen und dadurch die Notwendigkeit einer Transplantation zu verringern, die derzeit die einzige heilende Option für Menschen mit vernarbten Lebern im Endstadium ist.
Frühere Studien förderten das Nachwachsen von Mäuselebern durch die Generierung von Stammzellen und Vorläuferzellen – der Schritt nach einer Stammzelle, die zu jeder Art von Zelle für ein bestimmtes Organ werden kann – über eine invasive Technik, die häufig zu Narbenbildung und Tumorwachstum führte.
Um diese schädlichen Nebenwirkungen zu überwinden, bauten die Edinburgher Forscher auf ihrer früheren Entdeckung der teilweisen zellulären Reprogrammierungsfähigkeit des Lepra verursachenden Bakteriums Mycobacterium leprae auf.
In Zusammenarbeit mit dem US-Gesundheitsministerium in Baton Rouge, Louisiana, infizierte das Team 57 Gürteltiere – einen natürlichen Wirt von Leprabakterien – mit dem Parasiten und verglich ihre Lebern mit denen von nicht infizierten Gürteltieren und solchen, bei denen sich herausstellte, dass sie dagegen resistent sind Infektion.
Sie fanden heraus, dass die infizierten Tiere vergrößerte – aber gesunde und unverletzte – Lebern mit den gleichen lebenswichtigen Bestandteilen wie Blutgefäßen, Gallengängen und funktionellen Einheiten, die als Läppchen bekannt sind, entwickelten wie die nicht infizierten und resistenten Gürteltiere.
Das Team glaubt, dass die Bakterien die inhärente Regenerationsfähigkeit der Leber „entführt“ haben, um die Größe des Organs zu erhöhen und es daher mit mehr Zellen zu versorgen, in denen es sich vermehren kann.
Sie entdeckten auch mehrere Anzeichen dafür, dass die wichtigsten Arten von Leberzellen – bekannt als Hepatozyten – in den infizierten Gürteltieren einen „verjüngten“ Zustand erreicht hatten.
Auch die Lebern der infizierten Gürteltiere enthielten Genexpressionsmuster – die Blaupause für den Aufbau einer Zelle – ähnlich wie bei jüngeren Tieren und menschlichen fötalen Lebern.
Gene, die mit dem Stoffwechsel, dem Wachstum und der Zellproliferation in Verbindung stehen, wurden aktiviert und die mit dem Altern verbundenen Gene wurden herunterreguliert oder unterdrückt.
Wissenschaftler glauben, dass dies daran liegt, dass die Bakterien die Leberzellen umprogrammierten und sie in das frühere Stadium der Vorläuferzellen zurückführten, die wiederum zu neuen Hepatozyten wurden und neues Lebergewebe wachsen ließen.
Das Team hofft, dass die Entdeckung das Potenzial hat, bei der Entwicklung von Interventionen für alternde und geschädigte Lebern beim Menschen zu helfen. Lebererkrankungen fordern derzeit weltweit jährlich zwei Millionen Todesfälle.
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Cell Reports Medicine veröffentlicht. Diese Arbeit wurde vom britischen Medical Research Council und den US National Institutes of Health und dem National Institute of Allergy and Infectious Diseases finanziert.
Wenn wir erkennen können, wie Bakterien die Leber als funktionelles Organ wachsen lassen, ohne schädliche Auswirkungen auf lebende Tiere zu haben, können wir dieses Wissen möglicherweise umsetzen, um sicherere therapeutische Interventionen zu entwickeln, um alternde Lebern zu verjüngen und beschädigtes Gewebe zu regenerieren.“
Professor Anura Rambukkana, Hauptautorin, Zentrum für Regenerative Medizin der Universität Edinburgh
Quelle:
Referenz:
Heß, S., et al. (2022)Teilweise Reprogrammierung in vivo durch Bakterien fördert das Wachstum von Leberorganen bei Erwachsenen ohne Fibrose und Tumorentstehung. Zelle berichtet Medizin. doi.org/10.1016/j.xcrm.2022.100820.
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