Technology

Вчені виростили в лабораторій ідеальні людські кровоносні судини

Міжнародна група вчених під керівництвомфахівців Університету Британської Колумбії (Канада) виростила в чашці Петрі досконалу тривимірну репліку людських кровоносних судин, чудово імітує структуру і функції справжніх. Дослідники вважають, що досягнутий результат, деталі якого описані в журналі Nature, відкриває можливість більш ефективно підходити до питань розробки терапії різних серйозних захворювань, таких як діабет.

У людей з діабетом - хронічним станомпідвищеного вмісту цукру в крові - часто спостерігається порушення циркуляції крові в організмі. Як результат, це може ставати причиною серцевих нападів, інсультів, інших хвороб, пов'язаних з серцево-судинною системою, а також приводити до ампутації кінцівок. Для вивчення діабетичних станів вчені використовують тварин, наприклад, тих же лабораторних мишей. Однак використання судинної системи миші не дозволяє в повній мірі дослідити і оцінити всі аспекти розвитку хвороби, зокрема те, як відбувається ураження людської судинної системи. Це ускладнює розробку лікування ускладнень діабету.

В ідеалі вченим, звичайно ж, завжди хотілосяотримати можливість вести спостереження за ефектами розвитку захворювання в судинах, максимально схожих на людські. Тому в якості альтернативи досліджень на тваринах останні роки активно розвивається сфера виробництва крихітних органів або органоїдів. Так, іншими групами вчених вже були створені органели шлунка, легень і навіть мозку. З їх допомогою проводилися дослідження, спрямовані на розуміння і розробку методів лікування багатьох хвороб, починаючи від кістозного фіброзу і закінчуючи вірусом Зика.

Наукова група, що стоїть за останнімидослідженням, говорить, що вченим довгий час не вдавалося створити по-справжньому ідеальні судинні органели людини. Однак в прес-релізі Університету Британської Колумбії відзначається, що тепер це вдалося.

«Наші органели дуже схожі на людськікапіляри навіть на молекулярному рівні, тому тепер ми можемо використовувати їх для вивчення захворювань кровоносних судин безпосередньо на тканинах людини », - коментує провідний автор дослідження Райнер Віммер.

Порівняння зміни кровоносних судин: у людини і лабораторно створених судинних органелах. Базальна мембрана (відзначена зеленим) навколо кровоносних судин (червоним) значно збільшена у пацієнтів з діабетом (вказано білими стрілками)

Автори роботи відзначають, що органели судинноїсистеми людини були вирощені на основі стовбурових клітин - незрілих клітин, здатних приймати форму будь-яких інших. Як і в разі справжньої судинної системи людини, створені органели володіє мережею капілярів, покритих базальноїмембраною, що представляє собою прошарок, що відокремлює сполучну тканину від епітелію або ендотелію і виконує структурну функцію, надаючи і підтримуючи форму кровоносних судинах.

Віммер з командою пересадили отримані органелиживим мишам, які не мають імунної системи (це необхідно для запобігання відторгнення нової тканини). Органели легко прижилися в їх організмах, з'єднавшись з цією кровоносною системою, а потім розвинулися далі в мережу більших артерій, артеріол (дрібних артерій) і дрібних вен.

Вчені вирішили піти ще далі і навіть змогливідтворити «діабетичні» судини, що характеризуються потовщенням базальної мембрани. Тепер їх можна використовувати в якості моделі для визначення нових методів лікування.

Результати експериментів показують, щостворені судинні органели є більш придатною моделлю вивчення діабету, додають дослідники. А так як кровоносна система пов'язана з усіма частинами організму, то потенціал застосування цих органоїдів виходить далеко за межі досліджень лише одного цього захворювання.

«Кожен орган нашого організму пов'язаний зкровоносною системою. Можливість виростити кровоносні судини у вигляді органоїдів зі стовбурових клітин - переломний момент. З їх допомогою ми можемо дізнатися причини і способи лікування величезної кількості захворювань, починаючи від діабету, хвороби Альцгеймера, всіх серцево-судинних захворювань і закінчуючи раком », - зазначає старший автор досліджень Джозер Пеннінгер.

Обговорити медичний прорив можна в нашому Telegram-чаті.