Из стволовых клеток человека впервые вырастили ткань легкого

Ученым из Медицинского центра Колумбийского университета впервые удалось получить функционирующие клетки легких и дыхательных путей из стволовых клеток человека, что имеет большой потенциал для моделирования заболеваний легких, скрининга экспериментальных лекарственных препаратов и создания легочной ткани для трансплантации. Результаты исследования, проведенные in vitro и in vivo (на мышиной модели), были опубликованы 30 ноября в журнале Nature Biotechnology.

«Исследователи уже добились успехов в получении из стволовых клеток человека клеток сердца, кишечника, печени, бета-клеток поджелудочной железы и нервных клеток, увеличивая тем самым возможности регенеративной медицины, — отметил профессор медицины и ведущий автор работы Ханс-Виллем Снэк (Hans-WillemSnoeck). – Теперь мы, наконец, смогли получить клетки легких и дыхательных путей, что также имеет важное значение, так как трансплантация донорских легких имеет серьезные риски».

Ведущий автор исследования Ханс-Виллем Снэк

Это исследование основано на данных 2011 года, когда доктор Снэк и его коллеги обнаружили химические факторы, которые могут превратить эмбриональные (ЭСК) и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека (ИПСК) в клетки энтодермы передней кишки, из которой в процессе внутриутробного развития развивается легочная ткань и эпителий дыхательных путей.

В этом исследовании ученым удалось обнаружить новые факторы роста и дифференцировки клеток, которые оказались способны завершить трансформацию ЭСК и ИПСК в функционирующие эпителиальные клетки, покрывающие поверхность легких.

Согласно результатам исследования, полученные учеными клетки экспрессировали по меньшей мере шесть маркеров эпителиальных клеток легких и дыхательных путей, в том числе маркеры альвеолоцитов (альвеолярных эпителиальных клеток) II типа. Данные клетки производят сурфактант — смесь поверхностно-активных веществ в альвеолах, препятствующая их спадению (слипанию) за счёт снижения поверхностного натяжения жидкости.

Эти данные, по словам авторов, имеют большое значение для изучения заболеваний легких, в том числе идиопатического легочного фиброза.

«В долгосрочной перспективе, мы надеемся использовать эту технологию для создания аутологичного трансплантатата легких, — сказал доктор Снэк. – Изъятое у донора легкое планируется «отмывать» от всех клеток так, чтобы в итоге остался только клеточный каркас, а затем высадить на него клетки легочной ткани, полученные по разработанной технологии от пациента. Таким образом, можно будет избежать реакции отторжения трансплантата».

Ученым из Медицинского центра Колумбийского университета впервые удалось получить функционирующие клетки легких и дыхательных путей из стволовых клеток человека, что имеет большой потенциал для моделирования заболеваний легких, скрининга экспериментальных лекарственных препаратов и создания легочной ткани для трансплантации. Результаты исследования, проведенные in vitro и in vivo (на мышиной модели), были опубликованы 30 ноября в журнале Nature Biotechnology.

«Исследователи уже добились успехов в получении из стволовых клеток человека клеток сердца, кишечника, печени, бета-клеток поджелудочной железы и нервных клеток, увеличивая тем самым возможности регенеративной медицины, — отметил профессор медицины и ведущий автор работы Ханс-Виллем Снэк (Hans-WillemSnoeck). – Теперь мы, наконец, смогли получить клетки легких и дыхательных путей, что также имеет важное значение, так как трансплантация донорских легких имеет серьезные риски».

Ведущий автор исследования Ханс-Виллем Снэк

Это исследование основано на данных 2011 года, когда доктор Снэк и его коллеги обнаружили химические факторы, которые могут превратить эмбриональные (ЭСК) и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека (ИПСК) в клетки энтодермы передней кишки, из которой в процессе внутриутробного развития развивается легочная ткань и эпителий дыхательных путей.

В этом исследовании ученым удалось обнаружить новые факторы роста и дифференцировки клеток, которые оказались способны завершить трансформацию ЭСК и ИПСК в функционирующие эпителиальные клетки, покрывающие поверхность легких.

Согласно результатам исследования, полученные учеными клетки экспрессировали по меньшей мере шесть маркеров эпителиальных клеток легких и дыхательных путей, в том числе маркеры альвеолоцитов (альвеолярных эпителиальных клеток) II типа. Данные клетки производят сурфактант — смесь поверхностно-активных веществ в альвеолах, препятствующая их спадению (слипанию) за счёт снижения поверхностного натяжения жидкости.

Эти данные, по словам авторов, имеют большое значение для изучения заболеваний легких, в том числе идиопатического легочного фиброза.

«В долгосрочной перспективе, мы надеемся использовать эту технологию для создания аутологичного трансплантатата легких, — сказал доктор Снэк. – Изъятое у донора легкое планируется «отмывать» от всех клеток так, чтобы в итоге остался только клеточный каркас, а затем высадить на него клетки легочной ткани, полученные по разработанной технологии от пациента. Таким образом, можно будет избежать реакции отторжения трансплантата».