Учёные впервые в лаборатории создали полноценную «фабрику крови» из человеческого костного мозга

Исследователи из Университета Базеля и Университетской клиники Базеля (Швейцария) впервые получили высокореалистичную модель человеческого костного мозга, созданную исключительно на основе человеческих клеток. Достижение открывает возможность существенно сократить или полностью заменить использование животных в ряде экспериментов, включая изучение лейкозов и доклиническую проверку фармацевтических препаратов.

Костный мозг представляет собой высокоорганизованную ткань-«цех кроветворения», ежедневно продуцирующую миллиарды клеток крови. Он состоит из специализированных микроокружений, объединяющих костную матрицу, кровеносные сосуды, нервные волокна и иммунные элементы. Ключевую роль играет эндостальная ниша — область у поверхности кости, ответственная за поддержание нормального гемопоэза и развитие резистентности злокачественных клеток. Традиционные подходы опираются на модели на животных или упрощённые культуральные системы, не в состоянии воспроизвести всю сложность человеческой костномозговой среды и её эндостальной составляющей.

В основу новой платформы положили синтетический каркас из гидроксиапатита — природного минерального компонента костей и зубной эмали. В пористую матрицу интегрировали человеческие клетки, предварительно перепрограммированные до состояния индуцированных плюрипотентных стволовых клеток с помощью современных молекулярно-биологических методик. Эти универсальные клетки, обладающие способностью дифференцироваться во все необходимые типы, были внедрены в искусственный субстрат и подвергнуты направленному дифференцирующему воздействию, что привело к образованию множества ключевых клеточных популяций костного мозга.

В результате образовалась трёхмерная структура диаметром 8 мм и толщиной 4 мм, адекватно воспроизводящая эндостальную нишу и обеспечивающая поддержание процессов гемопоэза in vitro на протяжении нескольких недель.

Хотя модели на мышах бесценны, новая человеко-ориентированная система предоставляет более детальное понимание механизмов человеческой биологии. Она может эффективно дополнять животные испытания при изучении как нормального, так и патологического кроветворения,

– подчеркнул профессор Иван Мартин

Предложенная система открывает новые горизонты в разработке фармацевтических соединений. На данном этапе масштаб прототипа слишком велик для массового скрининга различных препаратов и дозировок, что потребует дополнительной миниатюризации. Тем не менее в перспективе эту технологию можно применить для создания персонализированных стратегий лечения гемобластозов: конструируя индивидуальные костномозговые модели из собственных клеток пациента, удастся in vitro тестировать разные терапевтические подходы и выбирать наиболее эффективный для каждого случая.

Построение полностью человеко-ориентированной «фабрики крови» представляет собой ключевой этап на пути к персонифицированной медицине.

 

Источник: iXBT