Исследователи из университета Нагоя (Япония) добились значительного прорыва в области регенеративной медицины, разработав способ получения клеток легких, похожих на альвеолярные эпителиальные клетки типа 2 (AT2), без использования стволовых клеток.
Метод позволяет преобразовать фибробласты (клетки соединительной ткани) в AT2-подобные клетки всего за 7−10 дней. Для сравнения, традиционные методы на основе индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) требуют около месяца.
Результаты исследования, опубликованного в журнале npj Regenerative Medicine, могут стать основой для новых методов лечения серьезных респираторных заболеваний, таких как интерстициальная пневмония и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), для которых в настоящее время эффективной терапии не существует.
Альвеолярные клетки типа 2 играют ключевую роль в поддержании здоровья легочной ткани. Они вырабатывают сурфактант (вещество, предотвращающее спадание альвеол) и служат резервом для восстановления эпителия при повреждениях. У пациентов с тяжелыми легочными заболеваниями эти клетки часто повреждены или находятся в дефиците.
«Технология iPSC позволила нам получать AT2-клетки, но она сложная, дорогая и связана с рисками, включая риск опухолевого роста и иммунного отторжения. Поэтому мы сосредоточились на прямом репрограммировании, которое обходится дешевле, занимает меньше времени и может использоваться с собственными клетками пациента», — сказал профессор университета Нагоя Макото Исии.
В ходе работы команда выбрала 14 генов, связанных с развитием легочной ткани, и определила, какие из них наиболее эффективно стимулируют превращение фибробластов в клетки AT2. Наиболее результативной оказалась комбинация из четырех генов: Nkx2−1, Foxa1, Foxa2 и Gata6. Эти гены были введены в трехмерную культуру фибробластов мышей, модифицированных для светящейся реакции на активацию специфичного для AT2 маркера — белка сурфактанта C (Sftpc).
Через 7−10 дней около 4% клеток стали светиться, что свидетельствовало об их успешной трансформации в AT2-подобные клетки. Подробный анализ показал наличие у этих клеток характерных структур (ламеллярных телец) и высокую схожесть экспрессии генов с нативными AT2-клетками.
Далее исследователи пересадили очищенные целевые клетки в легкие мышей с интерстициальной пневмонией. Спустя 42 дня они успешно прижились в альвеолярной области, а часть из них трансформировалась в клетки типа AT1, ответственные за газообмен и восстановление тканей. Следующий шаг — адаптация технологии для человеческих клеток и разработка безопасной терапии на основе собственных клеток пациента.
Этот подход открывает новые горизонты для клеточной терапии легких, предлагая эффективное и менее рискованное решение для лечения болезней, которые ранее считались необратимыми.
Ранее Наука Mail рассказывала, что из стволовых клеток ученые смогли вырастить настоящие функционирующие мини-легкие.