Лента TH Статьи о науке и технике


Из стволовых клеток впервые создана полноценная ткань кишечника

∴ 119

В декабрьском номере журнала Nature опубликована статья о том, что ученым Детского медицинского клинического центра Цинциннати (Cincinnati Children’s Hospital Medical Center) впервые удалось создать функционирующую ткань кишечника человека из плюрипотентных стволовых клеток. Результаты их работы — значительный шаг к созданию ткани кишечника для трансплантации.

«Это первое исследование, демонстрирующее, что человеческие плюрипотентные клетки в чашке Петри можно успешно преобразовать в ткани с трехмерной архитектурой и клеточным составом, удивительно похожим на кишечную ткань», — говорит руководитель исследования Джеймс Веллс (James Wells), научный сотрудник отделения биологии развития Детского медицинского клинического центра Цинциннати. «Мы надеемся, что наше умение превращать стволовые клетки в кишечную ткань в конечном итоге принесет пользу людям с воспалительными заболеваниями кишечника, некротическим энтероколитом и синдромом короткого кишечника».

В ходе исследования группа Веллса использовала два типа плюрипотентных стволовых клеток: человеческие эмбриональные стволовые клетки (hESCs, ЭСК) и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSCs), полученные путем перепрограммирования клеток кожи. Такой подход давал возможность сравнить трансформационные возможности этих двух типов клеток.

Чтобы превратить плюрипотентные стволовые клетки в кишечную ткань, ученые имитировали в лаборатории эмбриональное развитие кишечника, проведя с клетками серию манипуляций с использованием химических веществ и белков, называемых ростовыми факторами.

Сначала плюрипотентные стволовые клетки были преобразованы в тип эмбриональных клеток, называемый дефинитивной эндодермой, дающий начало клеткам, выстилающим пищевод, желудок и кишки, а также легкие, и образующим поджелудочную железу и печень. Клетки эндодермы были преобразованы в тип клеток одного из этих органов, а именно в эмбриональные интестинальные клетки, называемые прогениторными клетками кишечника. Затем ученые подвергли клетки воздействию того, что они называют культуральной системой «про-кишечных» клеток, стимулирующей их рост.

За 28 дней эти последовательные шаги привели к образованию трехмерной ткани, напоминающей ткань кишечника плода, содержащей все основные типы кишечных клеток, включая энтероциты, кубический эпителий, клетки Панета и энтероэндокринные клетки. Ткань продолжала созревать и приобретала способность как к абсорбции, так и к секреции, свойственную нормальной человеческой ткани кишечника, а также образовывала специфичные для кишечника стволовые клетки.

Доктор Веллс считает, что его работа может быть использована для изучения нормального развития кишечника человека и его различных патологических состояний, а следующим важным шагом станет оценка эффективности трансплантации кишечной ткани при лечении таких заболеваниях, как синдром короткого кишечника. Сейчас этот подход проверяется на животных.