Ученые вырастили «органоиды» кишечника из стволовых клеток

Видео: Пётр Гаряев. Как управлять стволовыми клетками

Исследователи из Медицинского центра «Детская больница Цинциннати» использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки для выращивания «органоидов» полностью функционального кишечника человека.

Успешная трансплантация этих органоидов мышам вселила веру в возможность скорого создания персонализированной кишечной ткани для лечения различных гастроэнтерологических заболеваний.

Исследовательская команда Детской больницы Цинциннати, возглавляемая хирургом доктором Майклом Хельмратом (Michael Helmrath), директором Программы реабилитации при заболеваниях кишечниках, опубликовала результаты своей работы в журнале Nature Medicine.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (induced pluripotent stem cells, iPSC) обладают уникальной способностью превращаться в любой тип клеток организма. В этой работе доктор Хельмрат и его сотрудники использовали взрослые клетки кожи и образцы крови для получения «чистых» iPSC. Затем исследователи добавляли плюрипотентные клетки к молекулярному коктейлю, который способствовал их превращению в кишечные органоиды – миниатюрные структуры, напоминающие кишечник.



Ученые трансплантировали кишечные органоиды в почки лабораторных мышей с генетически модифицированной иммунной системой, которая позволяет приживаться тканям человека. Органоиды смогли получить оптимальное количество крови и развились в зрелую кишечную ткань.



Согласно данным исследователей, у каждой мыши образовалось достаточное количество полностью функциональной кишечной ткани. Органоиды росли, как только получили питание от почечных сосудов.

«Слизистая оболочка содержит все дифференцированные клетки и продолжает непрерывно обновляться путем пролиферации кишечных стволовых клеток. Кроме того, слизистая оболочка обладает способностью переваривать пищу и всасывать питательные вещества, чего не было достигнуто в опытах in vitro. Очень важно, что мышечные слои, которые должны отвечать за перистальтику, также развились», - сообщает доктор Хельмрат.

Возможность отказаться от пожизненного приема лекарств и избежать отторжения

Исследователи говорят, что эти результаты могут сыграть важную роль в разработке персонализированного лечения для пациентов с заболеваниями кишечника или пониженной пищеварительной функцией. Собственные клетки пациента могут использоваться для создания кишечной ткани, которую затем пересадят. Это исключит отторжение трансплантата и снимет потребность в пожизненном приеме лекарств.

Комментируя результаты своего исследования, доктор Хельмрат сказал: «Эта работа поддерживает концепцию использования пациент-специфических клеток для выращивания кишечника. Такой подход открывает нам путь для лечения многих заболеваний кишечника и состояний, которые вызывают недостаточность функций кишечника – от генетических болезней до приобретенных патологий, которые развиваются в течение жизни, таких как рак или болезнь Крона. Это исследование приближает нас к конечной цели – выращиванию тканей, которые могут заменить поврежденный кишечник».

Ученые подчеркивают, что до внедрения этой концепции в медицинскую практику пройдут годы. Но они говорят, что эта работа может принести и немедленные результаты, такие как ускорение разработки новых лекарств. Органоиды, созданные в лаборатории, могут заменить ученым живых мышей, эксперименты на которых требуют больше затрат и времени, а иногда и приводят к ошибкам, которые стоят многих месяцев, а то и лет ненужного труда.