Группа ученых из Института молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка (Германия) разработала трехмерную многоклеточную модель печени человека. Модель основана на тканях печени пациентов и состоит из трех типов клеток: взрослых гепатоцитов, холангиоцитов и мезенхимальных клеток. Они отвечают за обмен веществ, желчные протоки и опорную структуру ткани.
Ежегодно от заболеваний печени умирает больше 2 млн человек по всему миру. Исследования на животных дают много информации, но не всегда точно воспроизводят развитие заболеваний. Существующие органоидные модели печени, полученные из тканей, состоят только из одного типа клеток и не могут воспроизвести сложный состав и структуру тканей. Для тканей печени взрослого человека пока не существует сложных трехмерных мультиклеточных моделей, отражающих взаимодействие клеток в портальной системе печени. Это ограничивает возможности изучения заболеваний и разработки новых методов лечения.
Усовершенствованная модель состоит из холангиоцитов взрослого человека, мезенхимальных клеток печени и гепатоцитов, полученных от 28 пациентов. Она содержит множество клеток, соединяющихся друг с другом по принципу конструктора LEGO. После сборки клетки самоорганизуются в трехмерные структуры, воспроизводящие in vitro расположение клеток и межклеточные взаимодействия в ткани in vivo.
Создание модели печени стало результатом настоящей командной работы. В ней участвовали не только ученые-экспериментаторы и врачи из Лейпцига и Дрездена, но и биоинформатики, а также технические специалисты из разных лабораторий, в том числе специалисты из Южной Кореи. Результаты опубликованы в журнале Nature.
Разработка ученых реконструирует функции перипортальной области — зоны печени, где происходит взаимодействие всех типов клеток. Эта модель сохраняет особенности каждого пациента и точно воспроизводит важнейшие функции печени, такие как обезвреживание лекарств и обмен веществ. Особенно важно, что в модели удалось воссоздать рабочие желчные канальцы. Если эта система выходит из строя, развиваются тяжелые болезни.
В ходе исследования удалось продемонстрировать, что при определенных воздействиях модель точно имитирует этапы развития билиарного фиброза, связанного с повреждением желчных протоков. Это открывает возможность детально изучать молекулярные механизмы болезни.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые выяснили причины полезности и вреда желчных кислот.
