Учёные вырастили настоящие кровеносные сосуды в чашке Петри
Ученым впервые удалось вырастить совершенные человеческие кровеносные сосуды в виде органоидов в чашке Петри. Революционная инженерная технология значительно продвигает исследования сосудистых заболеваний, таких как диабет, определяя ключевой путь для потенциального предотвращения изменений в кровеносных сосудах — основной причины смерти и заболеваемости среди людей с диабетом.
Органоид представляет собой трехмерную структуру, выращенную из стволовых клеток, которая имитирует орган и может использоваться для изучения аспектов этого органа в чашке Петри.
«Способность создавать человеческие кровеносные сосуды как органоиды из стволовых клеток меняет правила игры, — говорит старший автор исследования Джозеф Пеннингер, директор Института наук о жизни в UBC и директор-основатель Института молекулярной биотехнологии Австрийской академии наук (IMBA). — Каждый орган нашего тела связан с системой кровообращения. Это может потенциально позволить исследователям раскрыть причины и способы лечения различных сосудистых заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, сердечно-сосудистые заболевания, проблемы заживления ран, инсульт, рак и, конечно, сахарный диабет».
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, диабетом страдают 420 миллионов человек во всем мире. Многие диабетические симптомы являются результатом изменений в кровеносных сосудах, которые приводят к нарушению кровообращения и снабжения тканей кислородом. Несмотря на его распространенность, очень мало известно о сосудистых изменениях, возникающих в результате диабета. Недостаток необходимой информации препятствует поиску эффективных методов лечения.
Чтобы решить эту проблему, Пеннингер и его коллеги разработали инновационную модель: трехмерные органоиды кровеносных сосудов человека, выращенные в чашке Петри. Эти так называемые «сосудистые органоиды» можно культивировать с использованием стволовых клеток в лаборатории.
«Здорово, что нам удалось сделать настоящие человеческие кровеносные сосуды из стволовых клеток, — говорит Рейнер Виммер, один из авторов исследования и научный сотрудник IMBA. — Наши органоиды очень похожи на человеческие капилляры, даже на молекулярном уровне, и теперь мы можем использовать их для изучения заболеваний кровеносных сосудов непосредственно в тканях».
Одной из особенностей диабета является то, что в кровеносных сосудах наблюдается аномальное утолщение базальной мембраны. В результате доставка кислорода и питательных веществ к клеткам и тканям нарушается, вызывая множество проблем со здоровьем, таких как почечная недостаточность, сердечные приступы, инсульты, слепота и заболевания периферических артерий, что приводит к ампутациям.
Исследователи подвергли органоиды кровеносных сосудов «диабетической» среде в чашке Петри.
«Удивительно, но мы могли наблюдать массовое расширение базальной мембраны в сосудистых органоидах, — сказал Виммер. — Это типичное утолщение базальной мембраны поразительно похоже на сосудистое повреждение, наблюдаемое у пациентов с диабетом».
Затем исследователи приступили к поиску химических соединений, которые могли бы блокировать утолщение стенок кровеносных сосудов. Они обнаружили, что ни один из существующих противодиабетических препаратов не оказывает положительного влияния на эти дефекты кровеносных сосудов. Тем не менее, обнаружилось, что ингибитор β-секретазы, типа фермента в организме, предотвращает утолщение стенок кровеносных сосудов, предполагается, по крайней мере, на животных моделях, что блокирование β-секретазы может быть полезным при лечении диабета.
Исследователи утверждают, что результаты могут помочь им определить основные причины сосудистых заболеваний, а также потенциально разработать и протестировать новые методы лечения пациентов с диабетом.
Источник: Science Daily
