Биологи из Массачусетского технологического института смогли вырастить фрагменты кишечника человека в полости тела крыс. Фрагменты получились функциональны - они всасывают питательные вещества и передают их в кровь. О результатах работы исследователей сообщается в журнале Nature Communications.
Ученые использовали распространенный подход для создания искусственных органов. Они взяли четырехсантиметровый образец тощей кишки крысы и удалили из него клетки, оставив только межклеточный матрикс. Он используется в качестве скаффолда (трехмерной среды для культивирования клеток), который заселяется человеческими клетками.
Так как для создания фрагмента кишечника необходимо вырастить не только выстилающую ткань, но и ткань сосудов, ученые использовали два типа клеток. Для воссоздания собственно выстилающего слоя скаффолд заселили клетками-предшественниками кишечных клеток эпителия. Они были выращены из индуцированных стволовых клеток (iPSC), которые получают "повернув вспять" дифференцировку обычных клеток человека. Чтобы воссоздать не только выстилку, но и кровеносные сосуды, после заселения скаффолда эндотелиоцитами ученые добавили второй тип - клетки эндотелия. Эти клетки были помещены в каналы в скаффолде, соответствующие артериям и венам.
Тестирование получившегося фрагмента кишечника авторы начали с проверки его работоспособности ex vivo, то есть вне живого организма. Они пропускали растворы, содержащие глюкозу и жирные кислоты, через полость кишечника и измеряли изменение уровня этих веществ в кровеносных сосудах. Результат сравнили с образцом кишечника, полученным из только что умершей крысы (для имитации традиционного трансплантат). Оказалось, что уровень переноса глюкозы в кровь составляет 54% от результата обычного образца кишечника, а в случае жирных кислот вообще не отличается.
Вторым этапом проверки стало исследование in vivo - полученный фрагмент имплантировали крысе. Его артерии исследователи подсоединили к сонной артерии, вены - к яремной вене, а в полость фрагмента снова подавали питательный раствор, содержащий глюкозу. После подачи раствора уровень глюкозы в крови крысы повышался, что говорит о функциональности трансплантата в условиях живого организма.
Ранее сообщалось о том, что ученые разработали новый аппарат для трансплантации, который позволяет сердцу биться вне тела человека. Данный метод позволит спасти миллионы жизней, поскольку с его помощью органы остаются живыми гораздо более долгое время.