Органоиды: будущее моделирования болезней?

Технологии органоидов стали мощным инструментом для моделирования заболеваний печени, скрининга лекарств и персонализированного лечения. Команда доцента Тамера Ондера из Университета Коч создала и охарактеризовала систему культуры печеночных органоидов, используя в качестве промежуточного звена индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS) человека.

Существует около 20–25 генетических заболеваний, влияющих на метаболизм печени, которые могут быть смертельными или вызывать необратимые повреждения. При рождении ребенка с таким заболеванием невозможно работать с пораженным органом, так как нельзя получить ткань печени у младенца. Для разработки лекарств или понимания метаболической основы болезни необходимы клетки, с которыми можно работать в лаборатории.

В рамках проекта TÜBİTAK 1003 команда моделирует редкие заболевания печени. Согласно статье в Stem Cell Reports, они берут образец клеток кожи и преобразуют его в плюрипотентные стволовые клетки (iPS) с помощью метода клеточного репрограммирования.

Затем iPS-клетки выращивали до определенной стадии, превращали в клетки-предшественники гепатоцитов и помещали в среду для трехмерного роста. Эти созданные в лаборатории человеческие клетки печени помечали зеленым флуоресцентным белком и внутривенно трансплантировали мышам с поврежденной печенью. Клетки прикреплялись к поврежденным участкам и начинали там расти.

В экспериментах команда обнаружила, что фермент ASS1 не функционирует в больных клетках. С помощью вирусных векторов они смогли вернуть фермент в клетку, вставив нормальную копию этого гена в органоиды. Это привело к снижению уровня аммиака, так как клетки получили нормальную копию дефектных генов, вызывавших избыточное высвобождение аммиака из-за нарушения баланса мочевины. Таким образом, клетку удалось "вылечить" с помощью генной терапии.

Обработанный органоид поместили в печень больных мышей. Следующий шаг — наблюдение за тем, как трансплантированный органоид выполняет свою функцию в печени, обеспечивая успешное завершение цикла мочевины.