Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Биологи вырастили человеческий кишечник в крысах

Анна Образцова, N+1

Биологам из Массачусетской больницы общего профиля в Бостоне удалось вырастить фрагменты человеческого кишечника внутри полости тела крысы. Фрагменты получились функциональными – они всасывают питательные вещества и передают их в кровь. Работа опубликована в журнале Nature Communications (Kitano et al., Bioengineering of functional human induced pluripotent stem cell-derived intestinal grafts).

Некоторые серьезные заболевания пищеварительной системы приводят к тому, что пациенту удаляют часть кишечника. Это происходит, например, при болезни Крона, злокачественных образованиях кишечника и энтеритах. Иногда после процедуры удаления пациенты могут употреблять пищу обычным образом, но придерживаясь специальной диеты. Однако в большинстве случаев питательные вещества частично или полностью приходится получать внутривенно. Доноров кишечника не хватает всем нуждающимся в пересадке, поэтому проблема выращивания трансплантатов особенно интересует ученых.

Авторы новой работы использовали распространенный подход для создания искусственных органов. Они взяли четырехсантиметровый образец тощей кишки крысы и удалили из него клетки, оставив только межклеточный матрикс. Он используется в качестве скаффолда (трехмерной среды для культивирования клеток), который заселяется человеческими клетками.

Так как для создания фрагмента кишечника необходимо вырастить не только выстилающую ткань, но и ткань сосудов, ученые использовали два типа клеток. Для воссоздания собственно выстилающего слоя скаффолд заселили клетками-предшественниками кишечных клеток эпителия. Они были выращены из индуцированных стволовых клеток (iPSC), которые получают «повернув вспять» дифференцировку обычных клеток человека. Чтобы воссоздать не только выстилку, но и кровеносные сосуды, после заселения скаффолда эндотелиоцитами ученые добавили второй тип – клетки эндотелия. Эти клетки были помещены в каналы в скаффолде, соответствующие артериям и венам.

bowel.jpg

Фрагмент кишечника с флуоресцентно окрашенными клетками (красные – эндотелиоциты, зеленые – эпителиоциты). Рисунок из пресс-релиза Mass. General team creates functional, stem-cell-derived small bowel segments.

Тестирование получившегося фрагмента кишечника авторы начали с проверки его работоспособности ex vivo, то есть вне живого организма. Они пропускали растворы, содержащие глюкозу и жирные кислоты, через полость кишечника и измеряли изменение уровня этих веществ в кровеносных сосудах. Результат сравнили с образцом кишечника, полученным из только что умершей крысы (для имитации традиционного трансплантат). Оказалось, что уровень переноса глюкозы в кровь составляет 54 процента от результата обычного образца кишечника, а в случае жирных кислот вообще не отличается.

Вторым этапом проверки стало исследование in vivo – полученный фрагмент имплантировали крысе. Его артерии исследователи подсоединили к сонной артерии, вены – к яремной вене, а в полость фрагмента снова подавали питательный раствор, сожержащий глюкозу. После подачи раствора уровень глюкозы в крови крысы повышался, что говорит о функциональности трансплантата в условиях живого организма.

«Наш эксперимент in vivo показал, что человеческие iPSC дифференцированные в кишечные эпителиоциты могут быть использованы для сборки имплантатов кишечника, которые будут иметь высокий уровень организации и связаны с кровеносной системой реципиента, позволяя получать питательные вещества» – говорит Гарольд Отт, руководитель исследования. По его словам, следующим шагом станет масштабирование таких трансплантатов до размеров, подходящих для человека.

В прошлом году американские ученые вырастили из стволовых клеток ткань кишечника, имеющую нервную систему и способную к самостоятельной перистальтике. У нее была внутренняя выстилка, абсорбирующая питательные вещества и вырабатывающая пищеварительные соки, полностью рабочие мышцы и нервы, контролирующие их волнообразные сокращения.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

искусственные органы индуцированные плюрипотентные стволовые клетки Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Органоид кишечника, вывернутый наизнанку

Помимо стволовых клеток из материала, оставшегося от процедур искусственного оплодотворения, при выращивании органоида были использованы индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.

читать

Учёные вырастили иннервированные ткани кишечника

Учёные Медицинского центра детской больницы Цинциннати вырастили ткани кишечника с действующими нервами и благополучно имплантировали их лабораторным животным.

читать

ИПСК: 10 лет спустя

Появление индуцированных плюрипотентных стволовых клеток обеспечило быстрый прогресс в одних сферах и появление серьезных затруднений в других.

читать

Не хотите ли купить ухо?

Японские учёные утверждают, что искусственные уши можно будет выращивать на заказ и пересаживать человеку уже в ближайшие пять лет. Они недавно вырастили человеческую ушную раковину на спине крысы.

читать

Модели болезней почек «в пробирке»

Биоинженеры из нескольких университетов США вырастили миниатюрную человеческую почку из плюрипотентных стволовых клеток и ввели ее геном изменения, свойственные двум распространенным почечным заболеваниям.

читать