Выращенная в лаборатории печень впервые отрастила собственные сосуды: видео

Впервые исследователям удалось вырастить в лаборатории ткань печени, которая самостоятельно формирует кровеносные сосуды. Это достижение, описанное в журнале Nature Biomedical Engineering, может стать основой для создания трансплантируемых органов и новых методов лечения тяжелых заболеваний, таких как гемофилия.

Прорыв совершила команда из Детской больницы Цинциннати (США) и Института науки Токио. Они смогли обойти одно из главных ограничений тканевой инженерии: отсутствие васкуляризации — собственной сосудистой сети в органоидах (модельных зачатках органов).

В чем суть открытия

Ученые использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) — универсальные клетки, которые можно программировать в нужные типы. Их поместили в специальный гель и «заставили» превратиться в предшественников сосудистых клеток печени — CD32b+ синусоидальные эндотелиальные клетки. Вместе с другими клетками печени их поместили в уникальную культуру, имитирующую границу между воздухом и жидкостью — так создаются условия, приближенные к настоящей печени.

Этот метод позволил клеткам не просто расти рядом, а активно взаимодействовать — как в развивающемся организме. В результате получилась ткань с четырьмя типами клеток, включая сосудистые и печеночные, которые самоорганизовались в сложную структуру с работающими синусоидальными сосудами.

Почему это важно

Полученные органоиды не просто выглядели как печень — они вели себя как она. Кровеносные сосуды внутри органоидов начали работать: через них циркулировала жидкость, имитируя кровоток. Кроме того, ткани начали вырабатывать важные белки, в том числе фактор VIII — ключевой элемент свертывания крови, дефицит которого вызывает гемофилию A.

При введении этих органоидов мышам с моделью гемофилии фактор VIII, выработанный тканью, помог остановить кровотечение. Это впервые доказывает возможность терапевтического использования лабораторно выращенной печени не только как органа, но и как биологической фабрики.

На анимации показан продвинутый органоид печени, выращенный в лаборатории, который способен самостоятельно формировать внутренние кровеносные сосуды. Ученые использовали специальный многослойный гель, чтобы направить рост клеток. Ярко-зеленые клетки — это синусоидальные эндотелиальные клетки, формирующие сосуды. Они «двигаются» вверх — туда, где больше кислорода, — и начинают образовывать сосудистую сеть. В красных зонах эти сосудистые клетки взаимодействуют с другими клетками печени, завершая формирование настоящих, работающих сосудов. Это ключевой шаг к созданию полноценного органа с собственным кровообращением.

В мире гемофилией A страдают более 200 000 человек, это самая распространенная форма гемофилии — около 85% всех случаев. Заболевание может приводить к тяжелым внутренним кровотечениям, хронической боли и инвалидности. Некоторые пациенты не отвечают на лечение стандартными препаратами или не имеют доступа к генной терапии. Между тем, люди, испытывающие острую или хроническую печеночную недостаточность также не производят адекватных запасов факторов свертывания, что подвергает их более высокому риску осложнений кровотечения во время операции

Созданные органоиды могут помочь этим людям, вырабатывая недостающие белки. А в перспективе — заменить утраченные функции печени без необходимости полной пересадки.

Проект занял почти 10 лет и стал важным шагом к созданию сложных органов вне тела. Если метод удастся масштабировать, медицина получит путь к персонализированным органам из собственных клеток пациента — без риска отторжения.

Разработан способ быстрого моделирования сети сосудов для 3D-печати органов

Биоинженеры научились у природы выращивать искусственную почку с нуля

Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram