Исследования, которые впервые успешно выросли "мини-печень" из стволовых клеток взрослых мышей получил международную премию Великобритании за научно-технический прогресс с наибольшим потенциалом для замены, сокращения или улучшения использования животных в науке (3R).
Доктор Мериткселл Хач из Института Гурдона Кембриджского университета, получивший сегодня премию 3Rs от Национального центра по замене, уточнению и сокращению количества животных в исследованиях (NC3Rs), разработал метод, который позволяет взрослым стволовым клеткам мышей расти и превращаться в полностью функционирующие три клетки. -мерная ткань печени.
Используя этот метод, клетки одной мыши могут быть использованы для тестирования 1000 лекарственных соединений для лечения заболеваний печени и сокращения использования животными до 50 000.
Биологи печени уже много лет пытаются выращивать гепатоциты (клетки печени) в лаборатории, поскольку это уменьшит их зависимость от использования мышей для изучения заболеваний печени и откроет новые возможности в медицинских исследованиях и тестировании безопасности лекарств. До сих пор ни одной лаборатории не удалось выяснить, как изолировать и выращивать эти клетки.
Стволовые клетки печени обычно находятся в печени в спящем состоянии и становятся активными только после травмы, чтобы производить новые клетки печени и желчные протоки. Доктор Хух и его коллеги из нидерландского института Hubrecht обнаружили специфический тип стволовых клеток, ответственных за эту регенерацию, которые распознаются ключевым поверхностным белком (Lgr5 +), который у них общий с аналогичными стволовыми клетками в кишечнике, желудке и волосяных фолликулах.
Выделив эти клетки и поместив их в культуральную среду с подходящими условиями, исследователи смогли вырастить небольшие органоиды печени, которые выживают и размножаются более года в лабораторных условиях. При повторной имплантации мышам с заболеванием печени они продолжали расти, облегчая течение болезни и увеличивая выживаемость мышей.
Доработав этот процесс с использованием клеток крыс и собак, доктор Хуч теперь переходит к тестированию его на человеческих клетках, что будет не только более актуально для исследования болезней человека, но и приведет к развитию собственной ткани печени пациента для трансплантация.
Комментируя потенциал нового метода по сокращению использования животных в исследованиях печени, д-р Хуч сказал:
"Обычно для исследования одного потенциального лекарственного соединения для лечения одной формы заболевания печени требуется до 50 живых животных на эксперимент, поэтому для тестирования 1000 соединений потребуется 50000 мышей. Используя разработанную мною систему культивирования печени, мы можем протестировать 1000 соединений, используя клетки, полученные только от одной мыши, что приведет к значительному сокращению использования на животных.
"Если другие лаборатории примут этот метод, то влияние на использование животных в области исследований печени будет незамедлительным. Огромную библиотеку потенциальных лекарственных соединений можно очень быстро и дешево сузить до одного или двух, которые затем могут быть дополнительно протестированы на животных."
Д-р Вики Робинсон, исполнительный директор NC3Rs, сказала:
"Выращивание функционирующих клеток печени в культуре на протяжении многих лет было Святым Граалем для биологов печени, поэтому безграничное количество гепатоцитов может иметь огромное влияние 3R как на фундаментальные исследования для понимания заболеваний печени, так и на скрининг и тестирование безопасности фармацевтических препаратов. Исследователям необходимо как можно скорее использовать эту альтернативную технологию, чтобы обеспечить полную реализацию преимуществ для животных и здоровья человека."
Профессор Кевин Шакешев, директор Центра регенеративной медицины Великобритании по бесклеточным материалам, сказал:
"Работа доктора Хуха и его команды демонстрирует, как трехмерная культура и молекулярная биология сочетаются, чтобы открыть новые возможности в регенерации сложных тканей. Печень является отличной мишенью для этой работы, поскольку человеческое тело обладает способностью регенерировать ткань печени, которую очень трудно воспроизвести в лаборатории. Открытие новых механизмов для создания функциональной печени создает терапевтические подходы для пациентов с заболеванием или травмой печени и может предложить путь к высококачественным моделям печени человека, которые улучшают разработку лекарств."