Ученым удалось превратить стволовые клетки в кишечную ткань
Ученым впервые удалось создать в условиях лаборатории функционирующую ткань кишечника человека из плюрипотентных стволовых клеток. В работе, опубликованной онлайн 12 декабря в журнале Nature (Природа), ученые из Медицинского центра при Детской больнице Цинциннати утверждают, что результаты их деятельности положат начало беспрецедентным исследованиям относительно развития, функционирования и заболеваний нижних отделов желудочно-кишечного тракта человека. Также, это важный шаг к созданию кишечной ткани для трансплантации, говорят исследователи.
«Данное исследование впервые демонстрирует как плюрипотентные стволовые клетки человека, помещенные в чашку Петри, могут с успехом превращаться в человеческую трехмерную ткань с клеточным составом, невероятно схожую с кишечной тканью», — говорит доктор философии Джеймс Уэллс, старший исследователь данной работы и ученый из отделения онтогенетики в Детской больнице Цинциннати.
«Мы надеемся, что возможность превращать стволовые клетки в кишечную ткань в конечном счете принесет терапевтическую пользу людям с такими заболеваниями, как некротический энтероколит, воспалительное заболевание кишечника и синдром укороченной тонкой кишки», — добавил Уэллс.
В ходе исследования команда ученых, во главе с доктором Уэллсом и первым автором работы Джейсоном Спенсом, доктором философии, сотрудником лаборатории доктора Уэллса, использовали два типа плюрипотентных клеток: человеческие эмбриональные стволовые клетки (чЭСК) и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК). ИПСК создавались путем перепрограммирования человеческих клеток кожи, полученных при помощи биопсии, в плюрипотентные стволовые клетки. Данная процедура была проделана совместно с исследователями из Детской больницы Цинциннати — доктором философии Сюзанной Уэллс и доктором философии Крисом Мэйхью, со-руководителем кафедры плюрипотентных стволовых клеток при той же больнице.
ЧЭСК называются плюрипотентными благодаря их способности превращаться в любые из более чем 200 различных типов клеток человеческого тела, иПСК создаются из клеток отдельных пациентов; и производные клетки из таких иПСК будут иметь генетический состав конкретного человека, без риска отторжения. Поскольку технология создания иПСК новая, остается загадкой, имеют ли такие клетки весь потенциал чЭСК, комментирует доктор Уэллс. Это обстоятельство побудило исследователей использовать в своей работе и иПСК, и человеческие эмбриональные стволовые клетки. Таким образом, у них была возможность провести дополнительные испытания и сравнить способность к трансформации у обеих групп клеток.
С целью превращения плюрипотентных стволовых клеток в кишечную ткань, ученые провели ряд последовательных манипуляций с клетками, используя химические вещества и белки под названием фактор роста, имитируя развитие кишечной ткани из эмбриональных клеток в условиях лаборатории.
На первом этапе ученые превратили плюрипотентные стволовые клетки в эмбриональный тип клеток под названием эндодерма, которая служит источником для выстилки пищевода, желудка, кишечника, а также легких, поджелудочной железы и печени. Затем, из клеток эндодермы они создали специфические эмбриональные кишечные клетки под названием «клетки-предшественники задней кишки». Далее, эти клетки были помещены в так называемую «прокишечную» систему выращивания клеток, которая простимулировала рост кишечной ткани.
В течение 28 дней сформировалась трехмерная ткань, напоминающая кишечник человеческого эмбриона, которая включала все основные виды клеток кишечника — энтероциты, бокаловидные клетки, клетки Панета и аргентаффинные клетки. Ткань продолжила развиваться и приобрела типичные абсорбирующие и секреторные функции человеческого кишечника, а также сформировала специфические стволовые клетки кишечника.
По словам доктора Уэллса, результаты данной работы принесут пользу не только его команде, но и другим ученым со всего мира. Такая технология может использоваться в качестве инструмента для изучения типичного развития кишечника у людей и функционирования кишечника у людей с заболеваниями желудочно-кишечного тракта.
Следующий важный шаг заключается в определении эффективности кишечной ткани при лечении кишечных болезней, таких как синдром укороченной тонкой кишки, методом трансплантации. Для начала подобный подход был испытан на животных, при сотрудничестве с соавтором Ноа Шройером, доктором философии, и Майклом Хелмратом, доктором науки и медицины, хирургом-трансплантологом в Детской больнице Цинциннати. Конечная цель данной работы заключается в применении данных методов лечения у людей.
По мнению исследователей, результаты работы также смогут внести вклад в процесс разработки более эффективных препаратов, которые лучше усваиваются организмом, поскольку кишечником абсорбируется большинство препаратов, принимаемых перорально.
Источник: medicaldaily.com
Перевод: Vitaminov.net
