O nouă metodă revoluționară permite multiplicarea masivă a celulelor endoteliale umane pentru regenerarea vasculară și organe bioinginerizate

O echipă de cercetători de la Weill Cornell Medicine a dezvoltat o tehnologie inovatoare care permite multiplicarea în laborator a celulelor endoteliale umane pornind dintr-o simplă biopsie. Studiul, publicat pe 14 octombrie 2025 în revista Nature Cardiovascular Research, demonstrează că tratamentul acestor celule cu o micromoleculă specifică reactivează capacitatea lor proliferativă fără a compromite stabilitatea genetică, funcționalitatea sau fenotipul celular.
Această descoperire ar putea permite producerea, dintr-un eșantion minim de țesut, a trilioane de celule endoteliale funcționale – suficient pentru regenerarea vaselor sanguine, tratarea bolilor cardiovasculare, diabetului și chiar pentru vascularizarea organelor destinate transplantului.

Context

Celulele endoteliale formează stratul intern al vaselor de sânge și au un rol esențial în reglarea fluxului sanguin, inflamației și procesului de vindecare tisulară. În ciuda progreselor din ultimele decenii, multiplicarea eficientă a acestor celule în laborator a fost o provocare majoră.

Metodele tradiționale au reușit să genereze doar cantități limitate de celule înainte ca acestea să devină senescente sau să-și piardă funcționalitatea. Chiar și celulele endoteliale tinere, obținute din cordon ombilical, își pierd stabilitatea după circa opt cicluri de diviziune celulară.

În cazul celulelor adulte, procesul este și mai dificil, deoarece o parte semnificativă dintre acestea rămâne într-o stare de „hibernare” proliferativă, controlată de căi de semnalizare specifice, printre care se remarcă calea receptorului aril-hidrocarbonat (AH). Această cale reglează expresia genică la nivel nuclear și menține multe celule într-o stare non-divizantă.

Cercetările anterioare arătaseră că inhibarea receptorului AH cu anumite molecule mici putea stimula diviziunea celulelor stem hematopoietice, ceea ce i-a determinat pe cercetătorii de la Weill Cornell să investigheze dacă aceeași strategie ar putea fi aplicată și asupra celulelor endoteliale adulte.

Despre studiul actual

Echipa condusă de Dr. Shahin Rafii, director al Hartman Institute for Therapeutic Organ Regeneration și al Ansary Stem Cell Institute, a testat mai multe molecule mici capabile să blocheze receptorul AH în celulele endoteliale umane izolate din diverse surse, inclusiv din țesut adipos adult, o sursă ușor accesibilă clinic.

Rezultatele au fost remarcabile:

• În prezența inhibitorilor receptorului AH, o simplă biopsie a generat până la 2 trilioane de celule endoteliale funcționale, de 100 de ori mai multe decât culturile martor.

• Celulele rezultate și-au menținut stabilitatea genomică, expresia genică normală și capacitatea de a forma vase de sânge.

• Nu s-au observat semne de îmbătrânire, mutații sau transformări maligne.

După cum a declarat Dr. Rafii, „este ca o fântână a tinereții – celulele nu îmbătrânesc și nu devin canceroase, un aspect crucial pentru aplicarea clinică”.

Cercetarea a fost co-condusă de Dr. Yang Lin, instructor în medicină regenerativă, și Dr. Fuqiang Geng, cercetător asociat în același laborator.

Rezultate

Într-o etapă ulterioară, cercetătorii au încercat să înțeleagă mecanismul molecular prin care aceste molecule determină expansiunea masivă a celulelor.

Surprinzător, inhibarea genetică a expresiei receptorului AH nu a reprodus efectul observat cu moleculele mici, sugerând că inhibitorii nu acționează prin blocarea clasică a receptorului, ci printr-un mecanism alternativ, neașteptat.

Analizele ulterioare au arătat că inhibitorii modifică modul în care receptorul AH interacționează cu alte proteine implicate în metabolism, stres oxidativ și inflamație. În prezența acestor molecule:

• nivelul speciilor reactive de oxigen (ROS) scade semnificativ,

• celulele utilizează căi metabolice alternative pentru producerea de energie, nu doar glicoliza,

• iar integritatea genomică este menținută chiar și după sute de diviziuni.

De asemenea, tratamentul a stimulat producția de poliamine, molecule-cheie implicate în creșterea și supraviețuirea celulară, ceea ce ar putea reprezenta mecanismul central al proliferării susținute a celulelor endoteliale.

Implicații și direcții viitoare

Această metodă reprezintă un pas major către obținerea „cărămizilor” vasculare necesare pentru medicina regenerativă la scară clinică.

Conform autorilor, următoarele etape ale cercetării vor viza:

• elucidarea detaliată a interacțiunilor dintre inhibitor și receptorul AH,

• analiza modificărilor metabolice induse în celulele endoteliale,

• și dezvoltarea unor prototipuri de vase de sânge și organe bioinginerizate complet vascularizate.

Dr. Rafii și echipa sa plănuiesc utilizarea acestei tehnologii pentru a genera rețele vasculare specifice fiecărui țesut, care să poată fi integrate în grefe și organe de înlocuire durabile și complet funcționale.

Concluzie

Prin această descoperire, cercetătorii de la Weill Cornell Medicine au reușit să depășească una dintre cele mai mari limitări ale medicinei regenerative: producerea pe scară largă a celulelor endoteliale umane viabile și stabile.

Noua tehnologie bazată pe inhibitorii receptorului aril-hidrocarbonat nu doar reactivează potențialul proliferativ al acestor celule, ci o face într-un mod sigur, controlat și reproductibil.

Aceasta deschide calea către o nouă eră în regenerarea vasculară, ingineria tisulară și transplantologia personalizată, oferind posibilitatea de a crea, dintr-o simplă biopsie, suficiente celule pentru reconstruirea completă a rețelelor vasculare necesare organelor umane.