среда, 10 июля 2013 г.

Новости тканевой инженерии: создана искусственная человеческая печень

Ученые создали миниатюрный "зачаток печени" из человеческих клеток нескольких типов - индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, эндотелиальных клеток и мезенхимальных стволовых клеток. Полученная in vitro и пересаженная в организм мыши, эта искусственная структура восстанавливает функцию печени. Хотя на настоящий момент получены лишь предварительные результаты, эта работа открывает потенциально возможные пути к разработке методов лечения тысяч людей, ежегодно ожидающих трансплантацию печени.

Так называемый "зачаток печени" (англ. "liver bud"), около 4 мм в поперечнике, предотвратил гибель мыши от печеночной недостаточности, сообщили японские ученые в своей публикации в журнале Nature. Искусственная структура приняла на себя функции печени по секреции специфических для печени белков и продукции метаболитов, характерных для человеческого организма. Однако наиболее значимым стало то, что "зачатки" быстро подключились к существующей кровеносной сети хозяина и продолжили расти после трансплантации.

Takanori Takebe, клеточный биолог из Городского университета Иокогамы, Япония, говорит, что до сих пор не удавалось создать в лабораторных условиях такой сложный орган, как печень. Для того, чтобы сконструировать эту миниатюрную, но вполне функциональную структуру, ученые использовали три разных типа клеток. Во-первых, необходимы индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), которые можно получить из обычных клеток кожи человека. Из ИПСК получают клетки, экспрессирующие печеночные гены - основа будущей печени. Во-вторых, для создания сосудистой сети искусственного органа, нужны эндотелиальные клетки, эту популяцию выделяют из пуповинной крови. И, в-третьих, для основы будущего органа необходимы мезенхимальные стволовые клетки. Эти три типа клеток также участвуют в формировании печени во время эмбрионального развития

В основе процесса создания искусственной печени лежит самоорганизация клеток, осуществляемая благодаря межклеточным взаимодействиям мезенхимальных и эндотелиальных клеток. Эта способность организовываться в трехмерные структуры была выявлена при совместном культивировании клеток разных типов, однако потребовалась большая исследовательская работа для подбора оптимальных условий и сроков культивирования, а также соотношения клеток.

Полученные печеночные структуры пересаживали мыши хирургическим путем в брюшную полость или в область черепа. Для того, чтобы печеночный "зачаток" присоединился к сосудистой сети реципиента, потребовалось 48 часов. Формирование сосудов стимулировало созревание печеночных клеток, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, в клетки, составляющие печень взрослого.

Фрагмент искусственной печени - формирование сосудов


На настоящий момент получены лишь предварительные результаты. По словам исследователей, необходимо в течение нескольких месяцев наблюдать за животными, которым были пересажены "зачатки печени", чтобы отследить дегенерацию клеток или формирование опухолей. Кроме того, необходимо решить проблему формирования желчных протоков, которые необходимы для полноценного участия печени в пищеварении и отсутствуют у полученной структуры. Однако создание искусственного органа, выполняющего функции настоящего, получающего полноценное кровообращение и продолжающего расти в организме реципиента - это большое достижение для тканевой инженерии.

Литература:

Takebe T, Sekine K, Enomura M, Koike H, Kimura M, Ogaeri T, Zhang RR, Ueno Y, Zheng YW, Koike N, Aoyama S, Adachi Y, Taniguchi H. Vascularized and functional human liver from an iPSC-derived organ bud transplant. Nature. 2013 Jul 3. doi: 10.1038/nature12271. [Epub ahead of print]

Пресс релиз
Абстракт

Комментариев нет:

Отправить комментарий