Трехмерные мини-легкие впервые выращены из стволовых клеток - Гранит науки - 2015-04-02

ГРАНИТ НАУКИ

Трехмерные мини-легкие впервые выращены из стволовых клеток – такие органоиды служат хорошей моделью для изучения развития патологических процессов и испытания новых лекарственных препаратов

Здравствуйте, у микрофона Марина Аствацатурян! В статье, которую опубликовал онлайн-журнал eLife, группа авторов из разных лабораторий, объединенных проектом Мичиганского университета (University of Michigan Health System), представила систему для получения самоорганизующихся органоидов человеческих легких, трехмерных структур, которые воспроизводят сложную морфологию органов воздушного дыхания человека. «Эти мини-легкие имитируют реакции настоящих тканей и служат хорошей моделью для изучения формирования органов, происходящих в них болезненных изменений, а также действия новых лекарств», - поясняет руководитель исследования Джейсон Спенс (Jason Spence), профессор медицинского факультета Мичиганского университета. Ученым удалось вырастить структуры, аналогичные как крупным воздухоносным путям, бронхам, так и небольшим пузырькам, альвеолам, которые находятся на концах дыхательных путей и служат для газообмена с легочными капиллярами. Кстати, кровеносных сосудов, так же как и некоторых других структурных компонентов, выращенные в лаборатории легкие лишены. В настоящее время органоиды служат исследовательским инструментом на пути к клиническим инновациям через понимание фундаментальных биологических механизмов и дополняют эксперименты на животных. В прежних работах по выращиванию легочной ткани из стволовых клеток речь шла о двумерных, плоских клеточных системах или об использовании каркаса из донорских органов для придания органоиду формы. В попытках изучить модель органов в трех измерениях исследователи воссоздают среду, которая окружает орган. Таким образом уже были выращены органоиды человеческих желудка, кишечника, печени и головного мозга. Трехмерная легочная ткань, по словам Спенса, имеет большее сходство с прототипным органом человека. Для достижения этого авторы манипулировали различными сигнальными путями, которые контролируют образование органов. Для начала стволовые клетки направили на образование эндодермы, одного из эмбриональных зачатков на ранней стадии развития эмбриона, из которого в дальнейшем образуется слизистая оболочка нескольких внутренних органов, включая слизистую бронхов и альвеол легких. Далее, подавив одни механизмы и активировав другие, авторы добились того, что условная легочная ткань по мере развития спонтанно стала образовывать трехмерные сферические структуры. В эту культуру экспериментаторы добавили белок, который присутствует в эмбрионе при развитии легких, и в результате получили легочный органоид, который в лаборатории просуществовал больше 100 дней. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».