دانشمندان برای اولین بار با استفاده از سلولهای بنیادی موش ریه ساختند
بیماری انسداد مزمن ریه (COPD) یک بیماری شدید ریوی است که سومین علت شایع مرگ و میر در جهان است. این بیماری باعث آسیب دائمی و غیرقابل درمان به ریه‌ها می‌شود و تنها درمان بالقوه آن پیوند ریه است. با این حال یافتن اهداکنندگان مناسب ریه دشوار است. برای غلبه بر این چالش، دانشمندان در حال پیشرفت در پزشکی بازآفرینی هستند و بر روی توسعه ریه‌های مصنوعی از سلولهای بنیادی پرتوان (PSCs) با استفاده از مدل‌های حیوانی بین گونه‌ای کار می‌کنند.
سلولهای بنیادی پرتوان می‌توانند همه سلولهای بافت‌های بدن را ایجاد کنند. برای آزمایش و توسعه این ریه‌های مصنوعی، محققان موسسه علوم و فناوری نارا (NAIST) در ژاپن از مدل‌های حیوانی استفاده کردند. آنها سلولهای بنیادی پرتوان و سلولهای بنیادی جنینی (ESCs) را با استفاده از روشی به نام مکمل بلاستوسیست ترکیب کردند. این کار مانند مخلوط کردن و تطبیق این سلول‌ها بین گونه‌های مختلف است.
به عنوان مثال، آنها می‌توانند سلولهای بنیادی پرتوان یا سلولهای بنیادی جنینی را از یک نوع حیوان بگیرند و آنها را در مرحله اولیه رشد در بدن حیوان دیگری قرار دهند که برخی از اندام‌هایش را از دست داده است. این کار باعث ایجاد حیوانات کیمارا بین گونه‌ای می‌شود که حیواناتی هستند که از سلولهای گونه‌های مختلف تشکیل شده‌اند.
دانشمندان با موفقیت لوزالمعده، قلب و کلیه را با استفاده از این روش ساخته‌اند. با این حال، آنها در مورد ریه‌ها موفق نبوده‌اند. ساخت ریه‌های کاربردی با استفاده از این روش هنوز یک چالش است.
دانشمندان نارا چگونگی جمع آوری قطعات مناسب برای ساخت ریه‌های حیوانات را کشف کرده‌اند. در روش مکمل بلاستوسیست معکوس (rBC) سلولهای بنیادی جنینی جهش یافته با مشکلات رشد ریه به جنین‌های طبیعی تزریق شد. تحقیقات آنها حول درک اهمیت پروتئینی به نام فاکتور رشد فیبروبلاست ۱۰ (Fgf۱۰) و نحوه تعامل آن با شکل خاصی از گیرنده فیبروبلاست، در طول رشد ریه‌ها بود.
با استفاده از روش مکمل اندام مبتنی بر تتراپلوئید (TOC)، آنها با موفقیت ریه‌های مشتق شده از موش را در جنین موش فاقد فاکتور رشد پایه فیبروبلاست ۲ (Fgf۲b) بدون ایجاد موش جهش یافته ایجاد کردند. این تحقیق با هدف یافتن راه حلی جایگزین برای کمبود ریه‌های اهدایی و بهبود شانس درمان انسداد مزمن ریه انجام شد.