Мышам пересадили органоиды человеческого кишечника

Желудочно-кишечный тракт важен не только для переваривания пищи. С едой в него поступает множество бактерий, и в кишечнике действуют весьма изощренные механизмы иммунитета, которые непрерывно борются с ними. Нарушения этой работы приводят к развитию тяжелых заболеваний, включая язвенный колит, целиакию, болезнь Крона — состояний, которые до сих пор остаются неизлечимыми.

Поискам терапии мешает тот факт, что иммунитет животных существенно отличается от нашего. Поставленные на них эксперименты могут не давать нужного результата. Именно поэтому медики из Детской больницы Цинциннати (США) решили снабдить лабораторных мышей «деталями» человеческого кишечника вместе с его иммунитетом. Об этой работе рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature Biotechnology.

Несколько лет назад та же команда продемонстрировала метод выращивания органоидов пищевода — крошечных живых моделей реального органа. Для этого Майкл Хельмрат (Michael Helmrath) и его коллеги забирали клетки кожи, превращали их в плюрипотентные стволовые, а затем с помощью набора специальных сигнальных белков стимулировали развитие и созревание в ткани кишечника. Впоследствии по той же технологии ученым удалось получить органоиды кишечника «в пробирке».

Именно такие структуры размером в несколько миллиметров они использовали и недавно, имплантировав их подопытным мышам. Медики взяли линию животных с генетически нарушенным собственным иммунитетом, чтобы избежать моментального отторжения. Органоиды размещали близ почек и не соединяли напрямую с желудочно-кишечным трактом самих мышей. Им также обеспечили «особое питание», снабжая человеческой пуповинной кровью.

Такая кровь полна стволовых клеток, предшественниц различных лимфоцитов, и спустя несколько месяцев органоиды не только выросли в несколько раз, но и обзавелись парой десятков видов иммунных клеток — таких же, какие работают в здоровом кишечнике человека. В них даже появились лимфоузлы, служащие своего рода «депо» для иммунной системы. Выращивая органоиды «в пробирке», добиться этого не удавалось.

Чтобы проверить работоспособность такого иммунитета, Хельмрат и его соавторы заселяли органоиды бактериями кишечной палочки. Выяснилось, что они полноценно реагируют на такое «вторжение», вырабатывая М-клетки, которые внедряются в эпителий кишечника и активно участвуют в развитии иммунного ответа.

Все это показывает, что новые животные модели можно полноценно использовать для поисков лечения тяжелых болезней ЖКТ. Также возможно, что когда-нибудь технология получения органоидов позволит выращивать и полноценные части кишечника для пересадки пациентам.