Ученые использовали стволовые клетки для восстановления легких

Легкие ежедневно прогоняют через себя огромное количество столь необходимого нам воздуха, но в некоторых случаях вместе с ним туда попадают вредные элементы, что в конечном итоге приводит к необходимости в их трансплантации. Подобная операция очень сложна, а доноров легких катастрофически не хватает. Но последние исследования указывают на потенциальный прогресс в использовании стволовых клеток для восстановления легких, направленный на продление эффективности трансплантата, пишет The Scientist.

Легкие несмотря на то, что являются внутренним органом, подвергаются значительному воздействию внешних факторов, таких как загрязняющие вещества и патогенные микроорганизмы, включая SARS-CoV-2, через вдыхаемый воздух. В результате их повреждения часто возникает необходимость в трансплантации легких, которая затруднена из-за нехватки доноров.

Более надежным решением проблемы является восстановление легких с помощью трансплантации здоровых клеток. Два недавних исследования показывают многообещающие результаты использования стволовых клеток для этой цели. В первом и втором исследованиях, проведенных под руководством Даррелла Коттона из Бостонского университета, представлен метод получения необходимых прогениторных клеток легких из плюрипотентных стволовых клеток, а также методы, обеспечивающие их устойчивую интеграцию в легкие.

Эта разработка берет свое начало в 2004 году, когда лаборатория Коттона стала пионером клеточной инженерии для трансплантации легких. Изучив естественное развитие легочных клеток, команда попыталась воспроизвести эти процессы в контролируемых условиях. Одним из заметных препятствий было разнообразие типов клеток в легком, что заставило команду сосредоточиться на использовании существующих прогениторных клеток легкого для регенерации органа.

Задача состояла в том, чтобы восстановить два важнейших компонента легких: дыхательные пути и альвеолы, отвечающие, соответственно, за транспортировку и обмен кислорода. Выявив ключевые прогениторные клетки в этих областях, команда создала их эквиваленты из плюрипотентных стволовых клеток мыши. Однако обеспечение приживления этих трансплантатов в легких представляло собой серьезную проблему.

Инновационный подход заключается в использовании химических веществ для временного создания пространства в легких мышей, что делает их более восприимчивыми к трансплантатам. После трансплантации полученные из стволовых клеток прогениторы эффективно выполняли типичные функции легочных клеток в течение более шести месяцев. В отличие от традиционной трансплантации, этот метод не требует иммуносупрессии, что сводит к минимуму риск заражения.

Кроме того, существует возможность генетического редактирования этих клеток перед трансплантацией, что позволяет предложить альтернативу клеточной терапии при генетических заболеваниях легких, таких как муковисцидоз. Тем не менее, технология требует дальнейшей доработки для применения на человеке, в первую очередь из-за вредных химических веществ, используемых при подготовке трансплантата.

Но эти первые исследования закладывают прочный фундамент для лучшего понимания механизмов заживления легких. Хотя для полного преодоления сложностей, связанных с регенерацией легочных структур, необходимы более комплексные исследования, эксперты рассматривают полученные результаты как многообещающий шаг на пути к созданию эффективных методик заживления легких.