Органоиды поджелудочной железы
Инженеры из Массачусетского технологического института, США, в сотрудничестве с учеными из Манчестерского института исследований рака, Великобритания, разработали новый способ выращивания органоидов поджелудочной железы из либо здоровых, либо раковых клеток поджелудочной железы на специальном геле, имитирующем межклеточную среду.
В отличие от других гелей, которые в настоящее время используются для выращивания тканей in vitro, новый гель полностью синтетический, он прост в изготовлении и легко воспроизводим, то есть может неоднократно создаваться с постоянным составом. Воспроизводимость является важной характеристикой для выращивания стабильных культур органоидов и для регуляции микроокружения.
Основу гидрогеля составляет полиэтиленгликоль (ПЭГ) – полимер, который часто используется в медицинских целях, так как не взаимодействует с живыми клетками. Чтобы обеспечить рост здоровых и раковых органоидов поджелудочной железы, у генетически модифицированных мышиных моделей и культур человеческих клеток были определены и воспроизведены основные факторы микроокружения, необходимые для сохранения и выживания клеток.
Именно эти компоненты планировалось включить в состав ПЭГ-геля, чтобы помочь клеткам расти в нем.
Особенностью нового геля является наличие пептидных лигандов, которые взаимодействуют с белком интегрином на поверхности клеток. Адгезивное связывание лигандов и интегринов позволяет клеткам «прилипать» к гелю и формировать органоиды.
Кроме того, включение в состав геля синтетических пептидов, полученных из фибронектина и коллагена, позволило исследователям выращивать различные эпителиальные ткани, включая ткани кишечника. Они показали, что стромальные клетки, наряду с имунными, также могут расти в такой среде.
В своем исследовании международная группа планировала выяснить, будет ли гель поддерживать рост органоидов здоровой поджелудочной железы и рака поджелудочной железы. Дело в том, что вырастить ткань поджелудочной железы таким образом, чтобы она производила как раковые клетки, так и поддерживающую среду, очень трудно: как только опухолевые клетки поджелудочной железы удаляются из организма, они теряют свои отличительные раковые черты.
Органоид рака поджелудочной железы, выращенный в гелевой среде. Источник: MIT.
Используя новый гель, исследователи вырастили органоиды рака поджелудочной железы, сравнили их с тканями, которые они изучали у живых мышей, и обнаружили, что органоиды опухоли экспрессируют многие из тех же интегринов, которые наблюдаются in vivo. Кроме того, другие типы клеток, которые обычно окружают опухоли, включая макрофаги и фибробласты, также могли расти в гелевом микроокружении.
Исследователи показали, что можно использовать гель для выращивания органоидов из клеток рака поджелудочной железы, взятых у пациентов. В перспективе в таких системах можно было бы анализировать рак легких, толстой кишки и другие опухоли, а также выращивать и изучать ткани матки от пациенток с эндометриозом.
Исследователи подали заявку на патент на технологию.
Статья C.R.Below et al. A microenvironment-inspired synthetic three-dimensional model for pancreatic ductal adenocarcinoma organoids опубликована в журнале Nature Materials.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам MIT News: Engineers grow pancreatic “organoids” that mimic the real thing.