В журнале Cell опубликована работа исследователей Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которым удалось вырастить миниатюрные легкие из стволовых клеток с функционирующей сосудистой сетью. Это первый случай создания легочного органоида, имитирующего не только структуру, но и васкуляризацию, то есть развитие кровеносных сосудов.
Такой подход позволяет точнее воссоздать, как формируются легкие в организме человека, и открывает путь к созданию других сосудистых моделей — например, кишечника. Это не только фундаментальный шаг в развитии регенеративной медицины, но и мощный инструмент для изучения болезней и тестирования лекарств.
Руководитель проекта Минся Гу, специалист по легочной гипертензии, начала исследования в разгар пандемии COVID-19. Она обратила внимание, что большинство моделей органоидов не содержат сосудов — ключевых элементов, без которых невозможно имитировать функции реального органа.
Изначально команда пыталась собрать легкие из отдельных типов клеток — красные для сосудов, зеленые для легочной ткани. Однако клетки неожиданно начали развиваться одновременно, что указало на необходимость переосмыслить стратегию. Вместо сборки из «запчастей» ученые решили воссоздать единый путь развития, аналогичный тому, как это происходит в эмбрионе.
Так были получены усовершенствованные мини-легкие с высоким разнообразием клеток и более зрелой структурой. Они показали себя особенно ценными при моделировании редкого врожденного заболевания — альвеолярно-капиллярной дисплазии (ACDMPV), связанной с мутацией в гене FOXF1.
Эта болезнь поражает именно сосудистую систему легких, и ранее ее было невозможно смоделировать, поскольку старые органоиды не содержали нужных компонентов. Теперь исследователи могут брать стволовые клетки пациентов и воссоздавать патологию в лабораторных условиях. Это дает надежду на разработку персонализированных подходов к лечению.
В дальнейшем команда планирует добавить к органоидам физические факторы — воздух и растяжение, имитирующие дыхание, чтобы приблизить их к зрелым легким. Также ученые намерены масштабировать процесс для массового производства таких моделей, снижая зависимость от животных экспериментов.
Таким образом мини-легкие с сосудами становятся не просто моделью, а полноценной платформой для открытия новых лекарств и понимания самых ранних стадий развития человека.
Органоиды с кровеносными сосудами и ИИ, отмечающий опухоли на вдохе — кажется, наука все чаще говорит на языке точности. Ранее Наука Mail рассказала, как искусственный интеллект помогает врачам не просто увидеть рак, а проследить, как он движется вместе с дыханием.