Ученые пересадили лабораторной мыши фрагмент печени, напечатанной на 3D-принтере: на шаг ближе к трансплантации органов
Ученые Института регенеративной медицины Научно-технологического парка биомедицины Первого МГМУ имени И.М. Сеченова пересадили лабораторной мыши конструкт печени, напечатанной на 3D-биопринтере. Сейчас ученым предстоит оценить результаты вмешательства и подготовиться к масштабному эксперименту на большем количестве животных.
Цель исследователей – разработать подход к формированию биоэквивалента печени, способного решить проблему нехватки донорских органов, а также создать так называемую «печень-на-чипе» — устройство, которое позволит использовать меньше животных при испытании лекарств.
Конструкт, разработанный учеными, состоит из двух компонентов – гидрогелевой системы и органоидов. В качестве основы биочернил использовали гидрогель на основе внеклеточного матрикса печени, сохраняющий состав и структуру белков нативного органа. Второй компонент – органоиды – структурные единицы формируемой печени, способные к росту и самоорганизации. В их основе – три типа клеток: гепатоциты (клетки паренхимы печени), а также мезенхимные стромальные и эндотелиальные клетки, которые необходимы для поддержания гепатоцитов и формирования кровеносных сосудов.
«Такие особенности делают микроконструкты печени релевантными для моделирования процессов регенерации и применения в качестве платформы для тестирования лекарственных препаратов. А в долгосрочной перспективе возможно использование разработанной технологии формирования биоэквивалента печени для создания органов для трансплантации людям», – рассказала руководитель дизайн-центра «Биофабрика» Института регенеративной медицины Полина Бикмулина.
Для проведения операции ученые выбрали наиболее щадящий вариант вмешательства – «пациентке» заместили лишь фрагмент ее собственного органа. Дальнейшая задача исследователей – проанализировать результаты эксперимента. В частности, оценить качество фиксации конструкта, реакцию на него окружающих тканей и множество других параметров. В ближайшее время они проведут еще несколько подобных вмешательств – для подготовки к масштабному эксперименту.
«Такие эксперименты в мире проводят несколько научных групп. Но получить полноценный орган для трансплантации человеку пока не удалось. С этой точки зрения нам тоже предстоит еще очень большая работа. Сейчас мы в тестовом режиме имплантировали лабораторной мыши конструкт, чтобы отработать этапы хирургической операции. Но этим летом у нас запланирован масштабный эксперимент с участием такого количества животных, чтобы результаты были бы статистически значимыми», – отметил научный руководитель Научно-технологического парка биомедицины Сеченовского Университета Петр Тимашев.
Еще одна задача ученых – разработать in vitro систему для тестирования лекарств – так называемую «печень-на-чипе». Такое устройство способно реагировать на различные лекарства подобно настоящему органу, что позволит исследователям предугадывать реакции клеток печени человека на лекарственные вещества и другие агенты.
«Сегодня проведение доклинических исследований на лабораторных животных – необходимый этап при создании новых лекарств. Но с точки зрения гуманного к ним отношения во всем мире стараются активно развивать направления, связанные с разработкой систем типа "орган-на-чипе". Напечатанные на биопринтере конструкты печени мы тестируем для их создания. Они позволят ускорить доступ пациентов к новым лекарствам и снизить необходимость в исследованиях на животных», – объяснила доцент, заведующая лабораторией прикладной микрофлюидики Института регенеративной медицины Анастасия Шпичка.