Японские ученые обнаружили, что добавление желчных кислот в питательную среду помогает выращивать уникальные органоиды печени из стволовых клеток. Эти трехмерные мини-печени не только сохраняют свойства настоящих гепатоцитов, но и способны долго размножаться в лабораторных условиях. Открытие может пролить свет на механизмы хронических болезней печени и привести к новым методам лечения.

Органоиды — это миниатюрные упрощенные версии органов, выращенные в лаборатории из стволовых клеток. Они повторяют структуру и функции настоящих тканей, но без сложных систем, как кровоснабжение.

Результаты опубликованы в издании Cell Reports.

Печень — главный фильтр организма. Она обезвреживает токсины, участвует в пищеварении и регулирует обмен веществ. Ключевую роль в этих процессах играют гепатоциты — клетки печени. Современные технологии позволяют получать их из стволовых клеток, но у таких искусственных аналогов есть проблема: со временем они теряют свои свойства и перестают размножаться.

Группа исследователей из Токийского научного института вместе с коллегами из Токийского столичного института медицинских наук и Университета Дзюнтендо решила эту проблему. Они создали трехмерные органоиды печени, которые остаются стабильными месяцами.

Как это работает

• Ученые взяли стволовые клетки и вырастили из них гепатоцитоподобные клетки.
• Затем поместили их в специальный гель, чтобы сформировать трехмерные структуры.
• Добавили в питательную среду желчные кислоты — они активируют рецептор FXR, который поддерживает рост и функции клеток.

В результате получились органоиды, похожие на виноградные гроздья. Они активно размножаются и сохраняют свойства настоящих гепатоцитов. Для сравнения: без желчных кислот органоиды превращаются в простые шарики и быстро деградируют.

Раньше мы не могли долго изучать хронические болезни печени в лаборатории — клетки теряли свои свойства. Теперь у нас есть инструмент, который позволит разобраться в механизмах цирроза и рака, — объясняет профессор Ясухиро Асахина.

Ученые также проверили, как органоиды реагируют на вирус гепатита С. Оказалось, они идеально подходят для моделирования инфекции.

Это открывает огромные возможности для изучения болезней, которые раньше было невозможно исследовать в пробирке, — добавляет профессор Сэй Какинума.

Этот метод может:

• Ускорить разработку лекарств — тестировать препараты можно будет на органоидах, а не на животных.
• Помочь понять, как развиваются цирроз и рак печени.
• Создать персонализированные модели для пациентов с редкими заболеваниями.
• Упростить изучение вирусных гепатитов, включая HCV.

Органоиды имитируют лишь часть функций печени. Например, в них нет желчных протоков и кровеносных сосудов, что ограничивает их применение для изучения сложных процессов, таких как фиброз. Кроме того, их генетический профиль ближе к клеткам печени плода, а не к взрослым гепатоцитам, что может искажать результаты некоторых экспериментов.

Ранее мы разбирались, чем ученые заменят лабораторных животных.