Изображение гепатита С
Гепатит С, инфекционное заболевание, которое может вызывать воспаление и органную недостаточность, по-разному влияет на разных людей. Но никто не знает, почему одни люди очень восприимчивы к инфекции, а другие – устойчивы.
Ученые считают, что если бы они могли изучить клетки печени разных людей в лаборатории, они могли бы определить, как генетические различия вызывают эти разные реакции. Однако клетки печени трудно получить и, как известно, трудно выращивать в лабораторной посуде, потому что они, как правило, теряют свою нормальную структуру и функции при удалении из организма.
Теперь исследователи из Массачусетского технологического института, Университета Рокфеллера и Медицинского колледжа Висконсина придумали способ получения клеток, подобных печени, из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, или ИПСК, которые сделаны из тканей тела, а не из эмбрионов; печенеподобные клетки могут быть инфицированы гепатитом С. Такие клетки могут позволить ученым изучить, почему люди по-разному реагируют на инфекцию.
Это первый раз, когда ученым удалось установить инфекцию в клетках, происходящих от ИПСК ?? подвиг, которого пытались достичь многие исследовательские группы. Новый метод, описанный на этой неделе в Трудах Национальной академии наук, также может в конечном итоге сделать возможным «персонализированную медицину»: врачи могут проверять эффективность различных лекарств на тканях, полученных от пациента, которого лечат, и, таким образом, настраивать терапию для этот пациент.
Новое исследование является результатом сотрудничества Сангиты Бхатиа, профессора медицинских наук и технологий Джона и Дороти Уилсон, а также электротехники и информатики Массачусетского технологического института; Чарльз Райс, профессор вирусологии Рокфеллеровского института; и Стивен Дункан, профессор генетики человека и молекулярной генетики в Медицинском колледже Висконсина.
Стволовые клетки в клетки печени
В прошлом году Бхатиа и Райс сообщили, что они могут стимулировать рост клеток печени за пределами тела, выращивая их на специальных пластинах с микрорельефом, которые направляют их организацию. Эти клетки печени могут быть инфицированы гепатитом С, но их нельзя использовать для активного изучения роли генетической изменчивости в вирусных ответах, поскольку они происходят из органов, которые были переданы для трансплантации и представляют собой лишь небольшую популяцию.
Чтобы создать клетки с большей генетической изменчивостью, Бхатия и Райс решили объединиться с Дунканом, который показал, что может преобразовывать ИПСК в клетки, подобные печени.
Такие ИПСК происходят из нормальных клеток организма, часто клеток кожи. Включив определенные гены в этих клетках, ученые могут вернуть их в незрелое состояние, идентичное эмбриональным стволовым клеткам, которые могут дифференцироваться в клетки любого типа. Как только клетки станут плюрипотентными, их можно направить на превращение в клетки, подобные печени, путем включения генов, контролирующих развитие печени.
В данной статье постдок из Массачусетского технологического института Роберт Шварц и аспирант Картик Трехан взяли эти печеночные клетки и заразили их гепатитом С. Чтобы подтвердить, что инфекция произошла, исследователи сконструировали вирусы так, чтобы они секретировали белок, продуцирующий свет, каждый раз, когда они проходят свой жизненный цикл.
«Это очень ценный документ, потому что никогда не было доказано, что возможно вирусное заражение». в клетках, полученных из ИПСК, – говорит Карл-Димитер Биссиг, доцент кафедры молекулярной и клеточной биологии Медицинского колледжа Бейлора. Биссиг, который не участвовал в этом исследовании, добавляет, что следующим шагом будет показать, что клетки могут инфицироваться штаммами гепатита С, отличными от того, который использовался в этом исследовании, который является редким штаммом, обнаруженным в Японии. Команда Бхатии сейчас работает над достижением этой цели.
Генетические различия
Исследователи?? Конечная цель – взять клетки у пациентов, у которых была необычная реакция на инфекцию гепатита С, преобразовать эти клетки в клетки печени и изучить их генетику, чтобы понять, почему они отреагировали именно так. Вирус гепатита С вызывает у некоторых людей необычно стойкую инфекцию, в то время как другие очень хорошо справляются с ней. Еще не известно, почему существуют эти различия, Бхатия говорит.
Одно из возможных объяснений – генетические различия в экспрессии иммунных молекул, таких как интерлейкин-28, белок, который, как было показано, играет важную роль в ответе на инфекцию гепатита. Другие возможные факторы включают клетки ?? экспрессия поверхностных белков, которые позволяют вирусу проникать в клетки и клетки ?? восприимчивость к вирусам, захватывающим их механизмы репликации и другие клеточные структуры.
Печенеподобные клетки, полученные в этом исследовании, сопоставимы с клетками позднего плода. клетки печени, говорит Бхатия; теперь исследователи работают над созданием более зрелых клеток печени.
В качестве долгосрочной цели исследователи стремятся к индивидуальному лечению пациентов с гепатитом. Бхатия говорит, что можно представить себе взятие клеток у пациента, создание ИПСК, перепрограммирование их в клетки печени и заражение их тем же штаммом гепатита, что и у пациента. Затем врачи могут протестировать различные лекарства на клетках, чтобы определить, какие из них лучше всего избавляют от инфекции.