Как мы собираемся трансплантировать крошечные скопления органоподобных клеток людям

Эта статья взята из The Checkup, еженедельного информационного бюллетеня по биотехнологиям MIT Technology Review. Зарегистрируйтесь здесь, чтобы получать его в свой почтовый ящик каждый четверг.

Невооруженным глазом органоиды не очень интересны. По сути, это крошечные капли. При ближайшем рассмотрении обнаруживается их истинная сложность: эти выращенные в лаборатории шарики клеток могут выглядеть как миниатюрные органы. До сих пор органоиды в основном использовались для исследований. Но команды начали пересаживать их животным в надежде вылечить болезни. Следующими будут люди, хотя и далекие от этого. Скажем, через 10 лет... может быть.

Вероятно, наиболее известными из этих органоидов являются мини-мозги, скопления нейронов, которые, как считается, в очень ограниченной степени имитируют то, как активируются клетки во взрослом мозге. Разгорелись споры о том, могут ли эти крошечные шарики когда-либо иметь сознание, чувствовать боль или думать, и следует ли их называть «мини-мозгами», учитывая, насколько они далеки от полностью развитого человеческого мозга.

Вероятно, нам еще далеко до пересадки миниатюрных капель мозга людям (хотя некоторые пытались пересаживать их грызунам). Но мы приближаемся к имплантации других органоидов, потенциально тех, которые выглядят как легкие, печень или кишечник, например.

Последний прогресс был достигнут Мирианом Ромитти из Свободного университета Брюсселя в Бельгии и его коллегами, которым удалось создать трансплантируемые миниатюрные щитовидные железы из стволовых клеток.

Щитовидная железа представляет собой структуру в форме бабочки на шее, которая вырабатывает гормоны. Недостаток этих гормонов может привести к серьезным заболеваниям. Около 5% людей имеют пониженную активность щитовидной железы или гипотиреоз, что может привести к усталости, боли, увеличению веса и депрессии. Это может повлиять на развитие мозга у детей. И тем, кто пострадал, часто приходится принимать заместительную гормональную терапию каждый день.

После выращивания органоидов щитовидной железы в лаборатории в течение 45 дней Ромитти и его коллеги смогли пересадить их мышам, у которых отсутствовала собственная щитовидная железа. Операция, по-видимому, восстанавливала выработку гормонов щитовидной железы, по существу излечивая гипотиреоз животных. «Животные были очень счастливы», — говорит Ромитти.

Сейчас основное внимание уделяется поиску способа безопасной пересадки подобных органоидов людям. Спрос большой — Ромитти говорит, что ее коллега постоянно получает звонки и электронные письма от людей, отчаянно нуждающихся в мини-трансплантации щитовидной железы. Но это еще не все.

Ромитти и его коллеги создали свои мини-щитовидные железы из стволовых клеток, клеток в гибком "наивном" состоянии, которые можно стимулировать к формированию одного из многих типов клеток. Ученым потребовалось десятилетие исследований и множество попыток найти способ уговорить клетки сформировать структуру, напоминающую щитовидную железу. Конечный результат потребовал генетической модификации с использованием вируса для заражения клеток, и команда использовала несколько препаратов для стимулирования роста органоидов в коробке.

Стволовые клетки, использованные командой, были эмбриональными стволовыми клетками, полученными из линии клеток, первоначально взятых из человеческого эмбриона. Эти клетки нельзя было использовать в клинической практике по нескольким причинам — например, иммунная система реципиента отвергла бы клетки как чужеродные, а уничтожение эмбрионов для лечения болезни считалось бы неэтичным. Следующим шагом является использование стволовых клеток, полученных из собственных клеток кожи человека. Теоретически мини-органы, созданные из этих клеток, могут быть изготовлены по индивидуальному заказу. Ромитти говорит, что его команда добилась многообещающего прогресса.

Конечно, нам также необходимо обеспечить безопасность этих органоидов. Никто не знает, на что они способны в человеческом теле. Будут ли они расти? Уменьшиться и исчезнуть? Сформировать какой-то рак? Нам потребуются более долгосрочные исследования, чтобы лучше понять, что может произойти.

Но многие ученые, в том числе Ромитти, настроены оптимистично. Если мы сможем найти способ преодолеть этические и научные препятствия, даже мозговые органоиды потенциально можно будет использовать для лечения болезней. Скопления клеток могут помочь регенерировать мозговую ткань, поврежденную, например, травмой или инсультом. Органоиды, которые могут производить химические вещества мозга, такие как дофамин, могут быть полезны при лечении болезни Паркинсона...