Исследователи из Колумбийского Университета смогли вырастить полностью функционирующие легкие у мышиных эмбрионов с помощью трансплантированных стволовых клеток. Полученные данные свидетельствуют о том, что в конечном итоге можно использовать эту методику выращивания человеческих легких у животных для пациентов, нуждающихся в трансплантации, а также для изучения новых методов лечения легких.
«Миллионы людей во всем мире, страдающих неизлечимыми заболеваниями легких, умирают без лечения из-за ограниченного предложения донорских легких для трансплантации», — сказал один из старших авторов Веллингтон В. Кардосо, доктор медицинских наук, профессор медицины и генетики и развития в Колледже врачей и хирургов Колумбийского университета Вагелос. «Наше исследование показывает, что в конечном итоге может быть возможно разработать новые стратегии для создания человеческих легких у животных для трансплантации в качестве альтернативы ожиданию донорских легких.»
Исследователи посвятили основные усилия биоинженерии легких путем выращивания стволовых клеток на синтетических каркасах или в легких, которые были лишены своих первоначальных клеток.
Несмотря на значительный прогресс, исследователи не смогли создать полностью функциональное легкое, способное поддерживать выживание в моделях животных??? Или способное сохранить жизнь животному?
«Мы думали, что было бы проще вырастить новые легкие у развивающегося животного, чтобы мы могли воспользоваться естественными сигналами животного для развития легких», — говорит первый автор исследования Мунемаса Мори, доктор медицинских наук, преподаватель медицины в Колледже врачей и хирургов Колумбийского университета Вагелос.
Первой задачей исследователей было создание условий для культивирования тканей, которые позволили бы донорским стволовым клеткам расширяться, пролиферировать и сохранять свою способность трансформироваться во множество различных типов клеток.
Затем исследователи имплантировали эти стволовые клетки в два типа сконструированных мышиных эмбрионов. У одного типа отсутствовали стволовые клетки, которые развиваются в зрелые клетки легких, а другой не мог произвести достаточное количество клеток, чтобы создать легкое. Эта процедура создала «химерный» эмбрион, который представлял собой смесь донорских и принимающих клеток.
Имплантированные стволовые клетки конкурировали с клетками-хозяевами за молекулы, способствующие росту, присутствующие в эмбрионе, что привело к формированию функциональных легких, которые позволили мышам хорошо жить во взрослой жизни. Различные функциональные тесты легких подтвердили, что «химерные» легкие работали так же хорошо, как и обычные легкие мыши, без признаков отторжения.
«Стволовые клетки были имплантированы до того, как была запущена иммунологическая система эмбрионов, что может объяснить, почему органы не были отторгнуты», — говорит Мори, которая позже проверит свой подход на более крупных животных и на межвидовых трансплантациях органов.
«Многие сигналы для развития легких сохраняются у разных видов, от лягушек до мышей и людей, поэтому идея использования животных для выращивания человеческих легких не исключена», — говорит Кардосо.
Источник: Columbia University Irving Medical Center