Штучна печінка зростає після пересадки

Клітини печінки, пересаджені в жирову тканину, намагаються стати справжньою печінкою.

Клітинна «розсада» для зростання печінкової тканини: зеленим пофарбовані гепатоцити, фіолетовим - кровоносні судини. (Фото: Chelsea Fortin, Kelly Srevens / University of Wahington; Sangeeta Bhatia / MIT.)

Скупчення клітин печінки, призначених для пересадки, в гніздах гелевою біорозкладаної підкладки. (Ілюстрація: Stevens et al., Science Translational Medicine (2017).)

<

>

Хвороби печінки іноді доводять хворого до того, що печінка треба пересаджувати. Але донорських органів зазвичай на всіх не вистачає. Чи можна якось допомогти людині, печінки якого майже остаточно вийшла з ладу, без того, щоб її повністю пересаджувати? Чи є якийсь спосіб відновити печінку прямо на місці, в тілі хворого?

Саме про такий спосіб пишуть дослідники з Массачусетського технологічного інституту в своїй статті в Science Translational Medicine . До клінічних випробувань тут поки далеко, але попередні експерименти на мишах, що називається, вселяють надію. Кілька років тому в лабораторії Санджіти Бхатіа (Sangeeta N. Bhatia) розробили метод, за допомогою якого в організм можна було пересаджувати додаткові гепатоцити (клітини печінки): їх саджали на особливу конструкцію, зроблену зі скла з вуглеводневими волокнами; потім цю конструкцію, розміром з контактну лінзу, пересаджували мишам в черевну порожнину.

Клітини швидко підключалися до кровопостачанню і починали працювати, як звичайна печінку. Однак такі імплантати могли утримати на собі не більше мільйона гепатоцитів. А людська печінка складається з 100 млрд гепатоцитів (на рахуючи ще допоміжних клітин), і щоб реально допомогти пацієнтові з хворою печінкою, йому потрібно пересадити 10-30% від цих мільярдів.

Запровадити такий клітинний десант одноразово не представляється можливим. Однак у печінці є одна особливість - вона здатна оновлюватися без допомоги стовбурових клітин (хоча такі у неї теж є); тобто дорослі, спеціалізовані гепатоцити зберігають здатність до поділу. Значить, ми можемо пересадити насправді трохи клітин, в розрахунку на те, що вони самі заповнять недолік. Потрібно тільки пересадити їх так, щоб вони продовжували розмножуватися.
Співробітники Санджіти Бхатіа і їх колеги з кількох наукових центрів США зібрали з клітин печінки мікрокомплекси, які посадили в товщу білкового биоразлагаемого гелю. До складу клітинних комплексів увійшли клітини печінки людини, сполучнотканинні фібробласти, які служать в тканинах допоміжними клітинами, і клітини епітелію пуповинної вени - вони повинні були сформувати кровоносні судини. Гель з клітинами пересадили мишам в жирову тканину, і через якийсь час виявилося, що пересаджена печінкова тканина збільшилася в 50 разів.
Миші, з якими ставили досліди, були з генетичним дефектом - у них не працювали деякі реакції амінокислотного обміну, і в організмі накопичувалися якісь токсичні речовини; крім того, тваринам доводилося їсти ліки, щоб вижити. Під дією токсинів і ліків власна печінка мишей виділяла молекули, які сигналізували про те, що з нею не все в порядку - і ці молекули, доходячи до пересаджених клітинних комплексів, стимулювали зростання нових кровоносних судин, а ті, в свою чергу, спонукали ділитися пересаджені гепатоцити.
Автори роботи відзначають, що найбільш вдалими в цьому сенсі були ті комплекси, в яких клітини були не просто перемішані в сферичної осередку, а в яких клітини для судин лежали поверх гепатоцитів - тоді в зростаючої тканини з'являлися структури, що нагадують архітектуру печінкових проток.
Такі шматочки печінки також синтезували альбумін і трансферин - тобто ті білки, які клітини печінки і повинні в нормі синтезувати. Взагалі «штучна печінка» виконувала всі властиві їй функції, від знешкодження токсинів до виробництва жовчі. Тобто печінкова тканина не просто росла в розмірах, але і намагалася - і вельми небезуспішно - стати справжньою печінкою.
Можливо, в майбутньому у хворих з печінковими проблемами можна буде ось таким чином прямо в організмі вирощувати нову печінку - нехай не цілком, нехай хоча б наполовину або не третина, а й цього буде досить. Хоча, звичайно, перш ніж справа дійде до клінічних випробувань, потрібно буде вирішити ще багато питань, наприклад, куди краще пересаджувати «печінкові насіння» і звідки брати клітини для пересадки - з готової чи печінки або отримувати їх за допомогою стовбурових технологій з власних клітин пацієнта .
Схожі дослідження, до речі, проводять з інсуліновими клітинами, які після пересадки повинні замінювати своїх колег, які загинули через діабету першого типу. Так, в травні ми писали про експерименти співробітників з Інституту діабету при Університеті Майамі, які успішно пересадили донорські клітини підшлункової залози на сальник - такий варіант операції дозволяє зменшити запальні ускладнення .