Стволовые клетки превращены в сложную функционирующую кишечную ткань в лаборатории

Впервые учёные создали функционирующую ткань человеческого кишечника в лаборатории из плюрипотентных стволовых клеток.

В исследовании, опубликованном онлайн 12 декабря в журнале Nature, учёные из Медицинского центра детской больницы Цинциннати заявляют, что их открытие откроет путь к беспрецедентным исследованиям развития, функции и заболеваний человеческого кишечника. Этот процесс также является значительным шагом на пути к созданию кишечной ткани для трансплантации.

"Это первое исследование, демонстрирующее, что человеческие плюрипотентные стволовые клетки в чашке Петри могут быть "проинструктированы" для эффективного формирования человеческой ткани с трёхмерной архитектурой и клеточным составом, удивительно похожим на ткань кишечника", — сказал Джеймс Уэллс, старший исследователь.

В исследовании использовались два типа плюрипотентных клеток:

  • hESCs (человеческие эмбриональные стволовые клетки)
  • iPSCs (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки), полученные путём перепрограммирования клеток кожи человека.

Процесс создания ткани имитировал эмбриональное развитие кишечника:

  1. Плюрипотентные стволовые клетки превращали в клетки дефинитивной энтодермы.
  2. Эти клетки направляли в сторону эмбриональных клеток кишечника — "предшественников задней кишки".
  3. Клетки помещали в "про-кишечную" культуральную систему, стимулирующую рост.

Результат: В течение 28 дней сформировалась трёхмерная ткань, напоминающая фетальный кишечник и содержащая все основные типы кишечных клеток (энтероциты, бокаловидные, клетки Панета, энтероэндокринные). Ткань обладала абсорбционной и секреторной функцией нормального кишечника и содержала специфические кишечные стволовые клетки.

Перспективы применения:

  • Изучение нормального развития кишечника и заболеваний (некротизирующий энтероколит, воспалительные заболевания кишечника, синдром короткой кишки).
  • Тестирование подхода к трансплантации кишечной ткани на животных моделях.
  • Создание инструмента для разработки более эффективных пероральных лекарств.