Учёные впервые доказали на практике, что органы, выращенные в организме особей другого вида, могут не только успешно прижиться после пересадки, но и вылечить такое тяжёлое заболевание как диабет. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, является важной вехой на пути к медицине будущего.

Поддержка Газеты

Сегодня множество пациентов с самыми разными заболеваниями стоят в очереди на трансплантацию донорских органов. Дефицит вызван тем, что лишь в трёх случаях из тысячи люди умирают таким образом, что их органы могут быть использованы для пересадки. Но в обозримом будущем ситуация может в корне измениться, и любой человек сможет на заказ вырастить необходимый орган из собственных клеток.

Исследования в этой области активно ведутся в научных центрах по всему миру. Учёные давно научились выращивать полностью функционирующие органы и ткани в пробирках с использованием перепрограммированных стволовых клеток. Но, когда речь идёт о больших органах со сложной трёхмерной структурой и собственными запасами крови, получить их в лабораторных условиях невероятно сложно. И тогда в качестве живых инкубаторов используют животных.

В настоящее время большинство подобных экспериментов проводится на мышах и крысах, в телах которых уже выращивали миниатюрные копии человеческих почек, вилочковую и поджелудочную железы.

В одной из предыдущих работ биологи получали поджелудочную железу крысы в теле мыши, а затем успешно пересаживали её крысам, больным диабетом. Но в тот раз вылечить животных не получилось, потому что железы оказались меньшего размера и содержали слишком мало панкреатических островков, где производится инсулин и другие гормоны.

На этот раз команда из Стэнфордского и Токийского университетов, работающая под руководством Хиромицу Накаучи (Hiromitsu Nakauchi), решила перевернуть эксперимент с ног на голову и выращивать мышиные железы в организме крыс.

Для этого они изменили гены крыс таким образом, чтобы у их потомства не формировалась собственная поджелудочная железа. Через несколько дней после зачатия в крошечные эмбрионы крыс вводили стволовые клетки мышей. В итоге крысята ничем не отличались от своих обыкновенных сородичей за исключением того, что их поджелудочные железы по большей части состояли из мышиных клеток. Таких животных называют химерами.

Крысы взрослели, исследователи умерщвляли их и аккуратно удаляли из их тел поджелудочную железу, которую затем пересаживали мышам, страдающим от диабета. Чтобы полностью исключить влияние крысиного наследия на результаты эксперимента, учёные ограничились лишь кратким пятидневным курсом иммунодепрессантов, которые вводили животным после пересадки, чтобы предотвратить отторжение новых тканей. После того как искусственное угнетение иммунной системы прекращалось, организм мышей очень быстро очищался от клеток крыс.

В течение года после операции уровень глюкозы в крови больных мышей приходил в норму.

"Мы обнаружили, что у мышей с диабетом уровень глюкозы нормализовался после трансплантации всего лишь 100 панкреатических островков, – говорит Накаучи в пресс-релизе Стэнфорда. – Кроме того, после пересадки животные-реципиенты нуждались лишь в пятидневном лечении иммуносупрессивными препаратами, что гораздо короче, чем существующие курсы при пересадке органов".

Авторы работы также отмечают, что в ходе их экспериментов у крыс не наблюдалось никаких признаков образования опухолей или других отклонений, которые ранее становились проблемой при использовании чужеродных плюрипотентных стволовых клеток в организме животного.

Уже сейчас исследователи ведут работу и над выращиванием в организме крысы других мышиных органов – печени, почек и лёгких.

Разумеется, для реального производства почек или печени человека будут использованы не мыши – лучше всего для этой цели подходят свиньи и овцы, так как их органы по размеру сходны с человеческими. Об этой технологии и прорывах в её использовании корреспонденты "Вести.Наука" расскажут в следующем материале.


Источник: http://www.vesti.ru/doc.html?id=2847888#

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature21070.html

https://med.stanford.edu/news/all-news/2017/01/rat-grown-mouse-pancreases-help-reverse-diabetes-in-mice.html


Фото: Tomoyuki Yamaguchi.
Слева направо: химера, полученная путём пересадки крысе мышиных клеток, лабораторная крыса, лабораторная мышь.