Новости

Японским ученым удалось вырастить из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSCs) крошечную печень, снабженную всеми необходимыми сосудами. Имплантированная мышам мини-печень демонстрирует полноценную метаболическую активность, сообщают ученые в статье, опубликованной в журнале Nature. Это первый случай, когда из стволовых клеток была выращена функционирующая васкуляризованная печень.

По словам автора исследования Таканори Такебе (Takanori Takebe) из Университета Йокогамы (Yokohama City University), все предыдущие попытки вырастить функционирующий орган из стволовых клеток потерпели неудачу. Первый этап обычно не вызывает затруднений — культура эмбриональных стволовых клеток или iPSCs «подкармливается» факторами роста, в результате чего клетки дифференцируются в гепатоциты. Но самым трудным моментом было перевести орган из двухмерного роста в трехмерный, а также вырастить полноценные кровеносные сосуды.

Однако японским исследователям удалось решить эту проблему. В первую очередь ученые индуцировали развитие из iPSCs печеночных эндодермальных клеток. Это клетки-предшественники, которые со временем развиваются в гепатоциты. После этого культуру эндодермальных клеток продолжали выращивать вместе с эндотелиальными клетками пупочной вены и человеческими мезенхимальными стволовыми клетками. Исследователи предположили, что именно по такому механизму развивается печень на ранних стадиях развития плода.

Убедившись, что клетки успешно объединились в целостный орган диаметром в несколько миллиметров, у которого уже появилась первая примитивная васкуляризация, ученые пересадили этот орган мышам. Было принято решение прорезать небольшое отверстие в черепе мышей и имплантировать мини-печень на поверхность головного мозга, поскольку его богатая кровеносная сеть позволила бы органу расти быстрее, в то время как наблюдать за ним стало гораздо удобнее. Как и предполагали исследователи, крошечный орган подсоединился к краниальным сосудам и стал расти, все больше напоминая строением настоящую человеческую печень. Он даже начал функционировать, как печень, синтезируя белки альбумин и альфа-1-антитрипсин и успешно метаболизируя лекарства, включая кетопрофен и дебризоквин. После этого «мини-печень» была имплантирована в брюшную полость мышей, где продолжала исправно работать.

Однако прежде, чем эта методика станет доступна пациентам, пройдет не менее 10 лет. Ученые не уверены, что смогут вырастить печень большего размера, которая будет обеспечивать все метаболические процессы взрослого человеческого организма. Вероятно, вместо этого пациенту можно будет имплантировать «мини-печень», но для этого понадобятся десятки тысяч таких органов. Для такой имплантации понадобится разработать автоматизированный процесс, создание и тестирование которого займет не менее 5–7 лет.

Ссылки по теме:

 — Nature, 03.07.2013, doi:10.1038/nature12271

В лаборатории «вырастили» функционирующие почки — 16.04.2013

Создан искусственный функционирующий яичник — 29.03.2013

Фото © shutterstock.com