Как мы будем пересаживать крошечные сгустки клеток, похожие на органы, людям
Миниатюрные органоиды имплантируются животным. На очереди - люди.
Эта статья взята из The Checkup, еженедельного информационного выпуска MIT Technology Review о биотехнологиях. Невооруженным глазом на органоиды смотреть не на что. В основном это крошечные шарики. При ближайшем рассмотрении становится ясно, насколько они сложны: эти выращенные в лаборатории шарики клеток могут напоминать миниатюрные органы. До сих пор органоиды использовались в основном для исследований. Но команды начали пересаживать их животным в надежде вылечить болезни. Следующими будут люди - хотя до этого еще далеко. Скажем, через 10 лет... возможно.
Невооруженным глазом на органоиды смотреть не на что. В основном это крошечные шарики. При ближайшем рассмотрении становится ясно, насколько они сложны: эти выращенные в лаборатории шарики клеток могут напоминать миниатюрные органы. До сих пор органоиды использовались в основном для исследований. Но команды начали пересаживать их животным в надежде вылечить болезни. Следующими будут люди - хотя до этого еще далеко. Скажем, через 10 лет... возможно.
Самые известные из этих органоидов - это, вероятно, мини-мозги - скопления нейронов, которые должны в очень ограниченной степени имитировать то, как клетки работают в полноценном мозге. Дискуссии ведутся по поводу того, смогут ли эти крошечные сгустки когда-либо быть сознательными, чувствовать боль или думать, и стоит ли вообще называть их "мини-мозгами", учитывая, насколько они далеки от полностью развитого человеческого мозга.
По всей видимости, до пересадки миниатюрных мозговых пузырьков людям еще далеко (хотя некоторые пытались пересадить их грызунам). Но мы приближаемся к имплантации других органоидов - потенциально похожих, например, на легкие, печень или кишечник.
Последние успехи были достигнуты Мириан Ромитти из Университета либре де Брюссель в Бельгии и ее коллегами, которые успешно создали миниатюрные, пригодные для пересадки щитовидные железы из стволовых клеток.
Щитовидная железа - это структура в форме бабочки на шее, которая вырабатывает гормоны. Недостаток этих гормонов может привести к серьезным заболеваниям. Около 5% людей имеют недостаточно активную щитовидную железу, или гипотиреоз, который может привести к усталости, ломоте и болям, увеличению веса и депрессии. Это может повлиять на развитие мозга у детей. И тем, кто страдает этим заболеванием, часто приходится принимать заместительную гормональную терапию каждый день.
Трансплантация органоидов
После выращивания органоидов щитовидной железы в лаборатории в течение 45 дней Ромитти и ее коллеги смогли пересадить их мышам, у которых отсутствовали собственные щитовидные железы. Операция, как оказалось, восстановила выработку гормонов щитовидной железы, по сути, излечив животных от гипотиреоза. По словам Ромитти, "животные были очень счастливы".
Теперь основное внимание уделяется поиску способа безопасной пересадки подобных органоидов людям. По словам Ромитти, ее коллега постоянно получает звонки и электронные письма от людей, которые отчаянно хотят получить пересаженную мини-щитовидную железу. Но мы еще не дошли до конца.
Ромитти и ее коллеги создали свои мини-тироиды из стволовых клеток - клеток, находящихся в " неокрепшем", гибком состоянии, которые можно побудить к формированию любого из многих типов клеток. Ученым потребовалось десятилетие исследований и множество попыток, чтобы найти способ заставить клетки сформировать структуру, похожую на щитовидную железу. Для достижения конечного результата потребовалась генетическая модификация с использованием вируса для заражения клеток, и команда использовала несколько лекарств, чтобы помочь росту органоидов в блюде.
В качестве стволовых клеток команда использовала эмбриональные стволовые клетки - из линии клеток, которые изначально были взяты у человеческого эмбриона. Эти клетки не могли быть использованы в клинических условиях по нескольким причинам - например, иммунная система реципиента могла бы отторгнуть клетки как чужеродные, а уничтожение эмбрионов для лечения заболеваний считалось бы неэтичным. Следующий шаг - использование стволовых клеток, полученных из собственных клеток кожи человека. Теоретически, мини-органы, созданные из этих клеток, можно будет изготавливать по индивидуальному заказу. Ромитти говорит, что ее команда добилась "многообещающего" прогресса.
Конечно, необходимо убедиться, что эти органоиды безопасны. Никто не знает, что они могут делать в человеческом теле. Будут ли они расти? Уменьшатся и исчезнут? Образуют какой-нибудь вид рака? Нам понадобятся более длительные исследования, чтобы лучше понять, что может произойти.
Но многие ученые, включая Ромитти, настроены оптимистично. Если мы сможем найти способ преодолеть этические и научные препятствия, то даже органоиды мозга можно будет использовать для лечения болезней. Например, скопления клеток могут помочь регенерировать ткани мозга, поврежденные в результате травмы или инсульта. Органоиды, способные производить такие химические вещества мозга, как дофамин, могут быть полезны при лечении болезни Паркинсона.