Выращенные в лаборатории желчные протоки уже используются для восстановления печени человека

Ученые использовали методику выращивания органоидов желчных протоков — часто называемых «мини-органами» — в лаборатории и показали, что они могут быть использованы для восстановления поврежденной человеческой печени. Это первый случай, когда техника была использована на человеческих органах. Исследование открывает путь для клеточной терапии для лечения заболеваний печени — другими словами, выращивание «мини-желчных протоков» в лабораторных условиях в качестве запасных частей, которые могут быть использованы для восстановления здоровья собственной печени пациента — или для восстановления поврежденной донорской печени. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Science.

Актуальность вопроса

Желчные протоки действуют как система вывода желчи из печени, и поврежденные желчные протоки являются причиной трети взрослых и 70% трансплантаций печени детям, без каких-либо альтернативных методов лечения. В настоящее время существует нехватка доноров печени. Это означает, что только ограниченное число пациентов могут воспользоваться данным методом лечения.

Необходимы подходы к повышению доступности органов или обеспечению альтернативы трансплантации целых органов. Клеточная терапия может стать выгодной альтернативой. Однако разработка этих новых методов лечения зачастую затрудняется и задерживается из-за отсутствия соответствующей модели для проверки их безопасности и эффективности на людях до начала клинических испытаний.

Материалы и методы исследования

Ученые из Кембриджского университета (University of Cambridge) разработали новый подход, используя преимущества недавней «перфузионной системы», которая может быть применена для поддержания донорских органов вне тела. Используя данную технологию, ученые впервые продемонстрировали, что можно пересадить билиарные клетки, выращенные в лаборатории, известные как холангиоциты, в поврежденную человеческую печень, чтобы восстановить их. В качестве доказательства принципа их метода исследователи восстановили печень, признанную непригодной для трансплантации из-за повреждения желчных протоков. Этот подход может быть применен к различным органам и заболеваниям для ускорения клинического применения клеточной терапии.

«Учитывая хроническую нехватку донорских органов, важно искать способы восстановления поврежденных органов или даже предлагать альтернативы трансплантации органов», — заявляет Фотиос Сампазиотис (Fotios Sampaziotis) из Кембриджского института стволовых клеток. «Мы уже несколько лет используем органоиды, чтобы понять биологию и болезни или их способность к регенерации у мелких животных, но мы всегда надеялись использовать их для восстановления поврежденных тканей человека. Наше исследование — первое, которое в принципе показывает, что это возможно».

Болезни желчных протоков поражают только одни протоки, щадя другие. Это важно, поскольку при заболеваниях протоки часто полностью разрушаются, и холангиоциты могут быть успешно собраны только из сохраненных протоков.

Используя методы секвенирования одноклеточной РНК и органоидной культуры, исследователи обнаружили, что, хотя клетки протоков отличаются, билиарные клетки из желчного пузыря, которые обычно задействованы при заболевании, могут быть преобразованы в клетки желчных протоков, обычно разрушаемых при болезни (внутрипеченочные протоки), и наоборот, используя компонент желчи, известный как желчная кислота. Это означает, что собственные клетки пациента из защищенных от болезни областей могут быть использованы для восстановления разрушенных протоков.

Результаты на мышах

Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи выращивали клетки желчного пузыря в качестве органоидов в лаборатории. Органоиды — это скопления клеток, которые могут расти и размножаться в культуре, принимая трехмерную структуру, которая имеет ту же структуру ткани, функцию и экспрессию генов и генетические функции, что и часть изучаемого органа. Затем ученые пересадили эти органоиды желчного пузыря мышам и обнаружили, что они действительно способны восстанавливать поврежденные протоки, открывая возможности для применения регенеративной медицины в контексте заболеваний, поражающих билиарную систему.

Результаты исследования на человеке

Команда использовала эту методику на донорской печени человека. Ученые пересадили органоиды желчного пузыря в печень человека и впервые показали, что трансплантированные органоиды восстанавливают протоки органа и его функцию. Таким образом, это исследование подтвердило, что клеточная терапия может быть использована для восстановления поврежденной печени.

Профессор Людовик Валье (Ludovic Vallier) сказал: «Это первый случай, когда мы смогли показать, что человеческая печень может быть восстановлена с помощью клеток, выращенных в лаборатории. Нам предстоит еще многое сделать, чтобы проверить безопасность и жизнеспособность данного подхода, но мы надеемся, что сможем перенести его в клиническую практику в ближайшие годы».

Хотя исследователи предполагают, что данный подход будет использоваться для восстановления собственной печени пациента, они полагают, что данный метод также может предложить потенциальный способ восстановления поврежденной донорской печени, что делает ее пригодной для трансплантации.

Курош Саеб-Парси (Kourosh Saeb-Parsy), соавтор статьи, добавил: «Это важный шаг к тому, чтобы использовать органы, ранее считавшиеся непригодными для трансплантации. В будущем это поможет уменьшить время на ожидание трансплантации».

Авторы другого исследования утверждают, что вакцины от COVID-19 безопасны для пациентов, перенесших пересадку органов.