logo

Пользовательского поиска

Sunday 22nd of July 2018

На шаг ближе к искусственной печени: биоинженеры MIT нашли соединения, позволяющие выращивать гепатоциты вне организма

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
12.06.2013 12:40

 

Ученые Массачусетского технологического института получили зрелые клетки печени из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. На снимке ядра клеток окрашены синим. Зеленым окрашены гепатоциты, красным – активно делящиеся клетки.

Ученые Массачусетского технологического института получили зрелые клетки печени из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. На снимке ядра клеток окрашены синим. Зеленым окрашены гепатоциты, красным – активно делящиеся клетки. (Фото: Nature Chemical Biology)


Мифологический герой Прометей, укравший у богов огонь, был ими наказан – прикован к скале. Каждый день к нему прилетал орел и выклевывал печень, которая за ночь восстанавливалась, чтобы быть съеденной на следующий день. Сегодня ученые знают, что в этом мифе есть зерно истины, говорит инженер Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) Сангита Бхатия (Sangeeta Bhatia), MD, PhD. Печень действительно может самовосстанавливаться, если часть ее удалена. Однако исследователи, пытавшиеся использовать эту способность органа в надежде получить искусственную ткань печени для трансплантации, неизбежно заходили в тупик: взятые из организма зрелые клетки печенигепатоциты – быстро теряют способность нормально выполнять свою функцию.


Это парадокс, потому что мы знаем, что клетки печени способны расти, но почему-то мы не можем заставить их делать это вне организма, говорит профессор Бхатия. Недавно ее группа сделала большой шаг на пути к этой цели. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Chemical Biology, исследователи выявили с десяток химических соединений, способных помочь гепатоцитам не только поддерживать свою нормальную функцию при выращивании в лаборатории, но и размножаться, образуя новую ткань.

По мнению ученых, выращенные таким образом клетки помогут получить инженерную ткань для лечения многих из 500 миллионов людей, страдающих хроническими заболеваниями печени, такими как гепатит С.

Профессор Бхатия ранее разработала способ временного поддержания нормальной функции гепатоцитов после их удаления из организма. Она добилась этого путем их смешивания с мышиными фибробластами с точным соблюдением определенной пропорции между двумя типами клеток. Для данного исследования, финансируемого Национальным институтом здоровья (National Institutes of Health) и Медицинским институтом Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute), ученые адаптировали систему так, что клетки печени, послойно перемешанные с фибробластами, могли расти в небольших углублениях в чашках Петри. Это позволило провести быстрый масштабный скрининг влияния 12500 различных химических соединений на рост и функцию гепатоцитов.

Печень выполняет около 500 функций, условно разделяемых на четыре основные категории: обезвреживание токсичных веществ, энергетический обмен, синтез белков и выработка желчи. В сотрудничестве с Тоддом Голубом (Todd Golub), младший научный сотрудник Дэвид Томас (David Thomas) из Института Бродов (Broad Institute) измерил уровни экспрессии 83 печеночных ферментов, опосредующих некоторые из самых сложных для поддержания функций.

В результате скрининга тысяч печеночных клеток восьми различных доноров ученые идентифицировали 12 соединений, помогавших клеткам поддерживать эти функции, способствовавших делению гепатоцитов или то и другое вместе.

Сангита Бхатия (Sangeeta Bhatia), MD, PhD, профессор кафедры медицинских наук и технологий и кафедры электротехники и информатики MIT, старший научный сотрудник Института Бродов (Broad Institute), научный сотрудник Института интегративных исследований рака имени Коха (Koch Institute for Integrative Cancer Research) и Института медицинской инженерии и науки (Institute for Medical Engineering and Science) MIT.

 

Сангита Бхатия (Sangeeta Bhatia), MD, PhD, профессор кафедры медицинских наук и технологий и кафедры электротехники и информатики MIT, старший научный сотрудник Института Бродов (Broad Institute), научный сотрудник Института интегративных исследований рака имени Коха (Koch Institute for Integrative Cancer Research) и Института медицинской инженерии и науки (Institute for Medical Engineering and Science) MIT. (Фото: pbs.org)

 

Два из этих соединений были особенно активны в клетках, полученных из организма более молодых доноров. Поэтому исследователи – в том числе постдокторант Института медицинской инженерии и науки (Institute for Medical Engineering and Science) Роберт Шварц (Robert Schwartz) и профессор генетики человека и молекулярной генетики Университета штата Висконсин (University of Wisconsin) Стивен Данкан (Stephen Duncan), – протестировали их и на клетках печени, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.

Ученые получали гепатоциты из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток и раньше, но такие клетки обычно не достигают полной зрелости. Обработка двумя самыми активными соединениями позволила гепатоцитам достичь большей степени зрелости.

Чтобы проверить, могут ли обработанные этими соединениями гепатоциты использоваться для замещения тканей печени, профессор Бхатия и ее коллеги планируют поместить их на полимерные тканевые подложки и имплантировать мышам. Кроме того, в сотрудничестве с Тристой Норт (Trista North) и Вольфрамом Гёсcлингом (Wolfram Goessling) из Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School), они хотят изучить возможность разработки соединений, способных помочь регенерировать собственным тканям печени пациентов.

Адъюнкт-профессор патологии Питтсбургского Университета (University of Pittsburgh) Эрик Лагасс (Eric Lagasse) считает результаты этого исследования перспективным подходом к преодолению трудностей, с которыми ученые столкнулись в выращивании клеток печени вне организма. «Разработка метода выращивания функциональных гепатоцитов в культуре была бы большим прорывом», - говорит ученый, не принимавший участия в этом исследовании.

Недавно профессор Бхатия и ее группа значительно продвинулись в решении еще одной проблемы, связанной с инженерией ткани печени, касающейся роста в организме реципиента кровеносных сосудов, необходимым для снабжения новых тканей кислородом и питательными веществами. В статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, Бхатия и профессор Университета штата Пенсильвания (University of Pennsylvania) Кристофер Чень (Christopher Chen) показали, что, если предварительно внедрить в ткань эндотелиальные клетки, то после имплантации они быстро развиваются в сеть кровеносных сосудов.

Для этого Келли Стивенс (Kelly Stevens) из лаборатории Бхатии и Питер Зандстра (Peter Zandstra) из Университета Торонто (University of Toronto) разработали новую систему, позволяющую создать 3-D инженерную ткань и точно контролировать локализацию в ткани различных типов клеток. Этот подход, описанный в журнале Nature Communications, позволяет инженерной ткани лучше функционировать в организме реципиента.

«Взятые вместе, эти работы прокладывают путь к решению двух давних проблем в инженерии печеночной ткани – как вырастить большой запас клеток печени вне организма и как привить ткань трансплантата реципиенту», - заключает профессор Бхатия.

 

 

По материалам

A step closer to artificial livers

 

Оригинальная статья Identification of small molecules for human hepatocyte expansion and iPS differentiation

 

© «На шаг ближе к искусственной печени: биоинженеры MIT нашли соединения, позволяющие выращивать гепатоциты вне организма». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки.

 

 

 

 

Related Articles:
 

Читайте также

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday504
mod_vvisit_counterYesterday1222
mod_vvisit_counterThis week504
mod_vvisit_counterLast week7705
mod_vvisit_counterThis month20620
mod_vvisit_counterLast month29238
mod_vvisit_counterAll days4055066

We have: 80 guests, 7 bots online
Your IP: 54.225.32.164
 , 
Today: Июл 22, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.