Импланты печеночной ткани, полученные из стволовых клеток: первые многообещающие результаты в лабораторных условиях
Исследователи Центра Регенеративной Медицины Университета Эдинбурга внедрили мышам импланты печеночной ткани, выращенные из стволовых клеток, и обнаружили, что данная методика способствовала хорошему поддержанию функции печени больных животных. Исследователи отмечают, что данное изобретение – не только большой прогресс в разработке имплантов печеночной ткани человека для лечения различных заболеваний, но и способ уменьшить количество животных, используемых в лабораториях для изучения заболеваний печени и доклинического тестирования лекарственных средств.
В рамках данного испытания, опубликованного в Archives of Toxicology, исследователи взяли стволовые клетки человеческого эмбриона и индуцировали зрелые клетки, которые простимулировали с целью обратного превращения их в стволовые клетки, после чего данные клетки с осторожностью так же были простимулированы таким образом, чтобы в итоге они приобрели свойства гепатоцитов. Эти клетки выращивали более года.
Профессор Дэвид Хэй Центра Регенеративной Медицины Университета Эдинбурга, возглавлявший исследование, заявил, что это первый раз, когда кому-то удалось поддерживать жизнеспособность печеночной ткани, выращенной из стволовых клеток, в лабораторных условиях в течение более одного года. Кроме того, исследователь добавил, что поддержание жизнеспособности этих клеток в течение долгого периода времени – очень сложный, но чрезвычайно важный процесс.
Исследователи из лаборатории совместно с химиками, специализирующимися на разработке материалов, и инженерами, занялись поиском подходящего полимера, который уже одобрен для использования у человека, чтобы в итоге создать 3D скаффолд (трехмерные пористые или волокнистые матрицы, выполняющие функцию механического каркаса для клеток). Наиболее подходящими материалами оказались биоразлагаемый полиэстер – поликапролактон, который использовали для создания скаффолда толщиной в несколько миллиметров.
Гепатоциты, полученные из стволовых клеток эмбриона, были помещены в скаффолд и имплантированы под кожу мышам. На поверхности скаффолда успешно сформировались кровеносные сосуды, а в крови у животных обнаружили белки печени человека, что означает успешное интегрирование ткани в систему кровообращения. Эти скаффолды также тестировались на мышах с тирозинемией – патологией, связанной с недостатком ферментов, необходимых для обмена аминокислоты тирозина в организме. Заболевание приводит к необратимым изменениям в нервной системе (центральной и периферической), почках и печени.
Фумарилацетоацетазы (дефицит которых вызывает тирозинемию) осуществляют в норме конечный этап деградации тирозина на нетоксичные фумарат и ацетоацетат. В результате генетического дефекта мутации белка, кодирующего данный фермент, распад тирозина осуществляется по альтернативному патологическому пути, с образованием высокотоксичных и канцерогенных сукцинилацетона, малеилацетоацетата и фумарилацетоацетата, что в итоге приводит к накоплению данных токсических продуктов метаболизма. У мышей, которым имплантировали скаффолды с печеночной тканью, наблюдали меньшую потерю массы тела и меньшую концентрацию токсинов в крови, чем у мышей, которым имплантировали пустые скаффолды.
Доктор Роб Бакл, Главный научный сотрудник Центра Регенеративной Медицины заявил: «Это исследование приблизило нас на шаг к тому, чтобы научиться использовать возможность стволовых клеток перепрограммироваться, и в итоге научиться создавать воспроизводимые образцы ткани печени, пригодные для трансплантации».
Источник: mrc.ukri.org