Представьте, что вам нужна пересадка печени, и вместо того, чтобы ждать донора, из клеток вашей кожи можно вырастить новый орган. В настоящее время ученые сделали довольно большой шаг в этом направлении. Они успешно трансплантировали миниатюрную печень человека, которая была выращена из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (IPSC), крысам.
Трансплантация органов может спасать жизни, но есть несколько препятствий, которые нужно преодолеть, чтобы успешно сделать операцию или вообще приступить к ней. С одной стороны, существует постоянная нехватка доноров, и, даже когда такой будет обнаружен, иммунная система пациента часто отклоняет новый орган и его ткани.
Выращивание замещающего органа из собственных клеток пациента может решить две проблемы сразу. Операции можно будет делать по требованию, когда пациент нуждается в ней, и орган не будет забракован, потому что иммунная система будет распознавать клетки как собственные.
В новом исследовании, подтверждающем эту концепцию, ученые из Университета Питтсбурга (США) вырастили печень из клеток человека, а затем пересадили образцы крысам. Сначала клетки кожи человека собираются у добровольцев. Затем они перепрограммируются в IPSC, по сути, этот процесс возвращает их в состояние, в котором они могут быть дифференцированы в любые необходимые типы клеток.
В данном случае это были клетки печени. Клетки печени человека затем были пересажены в печень крысы, у которой были удалены все собственные клетки. Таким образом был оставлен некий фундамент для новых клеток, на котором они могли бы основаться и сохранить оригинальную структуру органа.
После исследователи пересадили эти образцы миниатюрного человеческого органа пяти крысам и следили за их состоянием в течение четырех дней. Все случаи оказались успешными, и новые органы работали все время. Они секретировали желчные кислоты и мочевину, также группа ученых обнаружила белки печени человека в сыворотке крови подопытных.
Тем не менее, не все прошло так гладко. Осталась проблема с кровотоком вокруг трансплантатов у всех пяти крыс. Подопытные животные также были специально выращены таким образом, чтобы противостоять отторжению органов, поэтому результаты могут быть не такими многообещающими у других животных.
Однако перспектива остается и она захватывающая. Аналогичная процедура была выполнена несколько лет назад с маленькими сердцами. Эти мини-органы могут однажды дойти до того, чтобы стать жизнеспособными для трансплантации человеку. В то же время они могут быть полезны для тестирования лекарств на органах у крыс, которые были бы более похожи на человеческие.
«Долгосрочной целью является создание органов, которые могут заменить донорство органов. Но в ближайшем будущем технология будет только мостом к трансплантации», — говорит Алехандро Сото-Гутьеррес, главный автор исследования. «Например, при острой печеночной недостаточности вам может понадобиться печеночное стимулирование, а не целая новая печень».
Будущая работа ученых должна быть сосредоточена на исследовании долгосрочной выживаемости органов и других проблем с безопасной пересадкой.
Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports.