Лёгкое в лёгком
Исследователи из Колумбийского университета смогли вырастить полностью функциональные лёгкие в мышиных эмбрионах, используя донорские стволовые клетки. Полученные данные свидетельствуют о том, что эту технику можно использовать для выращивания человеческих лёгких в организме животных для пациентов, нуждающихся в трансплантации, и для изучения новых методов лечения лёгких.
Многие исследователи приложили усилия на создание биоинженерных лёгких путем выращивания из стволовых клеток на синтетических каркасах или на каркасах из коллагена, оставшегося после удаления остальных клеток из донорских легких. Несмотря на существенный прогресс, достигнутый в данном направлении, исследователи не смогли создать функциональное лёгкое, способное осуществлять газообмен и поддерживать жизнь животных моделей.
Исследовательская группа решила изменить подход и вырастить новые лёгкие в организме развивающегося животного, чтобы использовать естественные сигналы организма животного.
Первой задачей было создание условий для культивирования тканей, которые позволили бы донорским стволовым клеткам расти, пролиферировать и сохранять свою способность трансформироваться во множество различных типов клеток. Затем исследователи имплантировали эти стволовые клетки в два типа искусственных эмбрионов мыши. Предшественники клеток лёгких в эмбрионах одного типа были не способны к дифференцировке в зрелые клетки, а у второго типа стволовые клетки лёгких потеряли способность к делению. Так авторы пришли к созданию «химерного» эмбриона, который представляет собой смесь клеток донора и хозяина.
Донорские мышиные плюрипотентные стволовые клетки (ПСК) вытеснили клетки-хозяева из-за стимулирующих рост молекул, присутствующих в эмбрионе. ПСК исправили процесс формирования лёгких у генетически дефектных эмбрионов мышей-реципиентов.
Новорожденные мыши доживали до зрелого возраста и имели лёгкие, функционально неотличимые от легких сородичей. Различные тесты на функциональность подтвердили, что «химерные» лёгкие работали так же, как и нормальные лёгкие. Отсутствовали признаки отторжения, так как стволовые клетки были имплантированы до «включения» иммунной системы эмбрионов.
Метод будет проверен у более крупных животных и при межвидовой пересадке органов.
Авторы отмечают, что многие сигналы при развитии лёгких одинаковы у разных видов животных, включая людей, поэтому идея использования животных для выращивания человеческих лёгких вполне обоснована.
Статья M. Mori et al. Generation of functional lungs via conditional blastocyst complementation using pluripotent stem cells опубликована в журнале Nature Medicine.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Columbia University: Stem Cell Transplants Used to Grow Fully Functional Lungs in Mice.