На изображениях a и b показаны изображения органоидов с помощью иммунофлуоресценции (слева) и световой микроскопии (справа), демонстрирующие образование кистозных и ветвящихся (стрелки) трубчатых структур. Изображение c показывает изображения, полученные с помощью электронной микроскопии в просвете (справа) и иммунофлуоресцентный анализ (слева), демонстрирующие наличие ресничек (стрелка). [DOI: 10.1038 / НБТ.3275]
Было показано, что экспериментальное лекарство от муковисцидоза предотвращает повреждение печени, благодаря первому в мире эксперименту по выращиванию миниатюрных желчных протоков в лаборатории.
Впервые исследователи под руководством ученых из Института стволовых клеток Wellcome Trust-Medical Research Council и Института Wellcome Trust Sanger в Кембридже использовали стволовые клетки для выращивания полностью функциональных трехмерных желчных протоков в лаборатории. Желчные протоки действуют как система удаления отходов печени, а дисфункция желчных протоков приходится на треть трансплантаций печени взрослых и 70 процентов детей.
Исследователи использовали выращенные в лаборатории миниатюрные желчные протоки для тестирования новых лекарств от желчевыводящих путей, что привело к открытию, что VX809 – экспериментальное соединение, первоначально разработанное для лечения эффектов муковисцидоза в легких, – может быть первым терапевтическим средством, предотвращающим заболевание желчевыводящих путей. Повреждение муковисцидоза печени и желчных протоков.
Доктор Фотиос Сампазиотис, первый автор из Института стволовых клеток Wellcome Trust-Medical Research Council и научный сотрудник MRC-Sparks по клиническим исследованиям в области гепатологии, сказал: "Лечение осложнений со стороны печени, вызванных заболеваниями желчных протоков, представляет собой серьезную проблему – единственным вариантом лечения часто является трансплантация печени. Мы были рады найти новое экспериментальное лекарство, которое могло бы защитить пациентов с муковисцидозом, одним из наиболее распространенных наследственных заболеваний в Европе, от трансплантации печени – серьезной операции, изменившей жизнь. Но это лечение необходимо будет протестировать в клинических испытаниях, прежде чем его можно будет рекомендовать пациентам."
До сих пор не было возможности создать большое количество полностью функциональных желчных протоков, имитирующих заболевание, в лаборатории, что ограничивало наше понимание нарушений желчевыводящих путей и ограничивало разработку новых лекарств. Используя свои копии желчных протоков, исследователи воспроизвели ключевые особенности еще двух заболеваний желчных протоков – поликистозной болезни печени и синдрома Алажиля – и протестировали действие дополнительных лекарств, таких как октреотид.
Профессор Людовик Валлиер, главный исследователь и автор-корреспондент Института стволовых клеток Wellcome Trust и Совета медицинских исследований и Института Сэнгера, сказал: "Применение нашей системы в фармацевтике особенно важно, поскольку у нас не так много человеческих образцов тканей этого типа, с которыми можно было бы работать. Эта система может предоставить уникальный ресурс для идентификации новых терапевтических агентов."
Доктор Николас Ханнан, старший автор из Института стволовых клеток Wellcome Trust-Medical Research Council, сказал: "Сгенерированные нами клетки желчных протоков представляют собой бесценный инструмент не только для понимания того, как развиваются и функционируют здоровые желчные протоки, но и для понимания того, как ведут себя больные желчные протоки и как они могут реагировать на терапевтическое лечение. Эта платформа открывает возможность моделирования сложных заболеваний печени и, безусловно, улучшит наше понимание желчевыводящих путей в будущем."
Чтобы продемонстрировать, что выращенные ими клетки на самом деле формируют желчные протоки, исследователи искали характерные маркеры и функции клеток. Затем они сравнили сигнатуры этих клеток с сигнатурами от людей-доноров и обнаружили, что они почти идентичны.
Доктор Пол Колвилл-Нэш, менеджер программы стволовых клеток, биологии развития и регенеративной медицины MRC, сказал: "Подход, разработанный в этой работе, позволит выполнить широкий спектр работ, от понимания того, как органы растут и развиваются, до более глубокого понимания болезней и тестирования новых лекарств. Эта работа также может однажды привести к выращиванию функционирующих запасных частей печени для замены поврежденных участков."