Ученые вырастили человеческую «фабрику крови» в миниатюре

Создана уменьшенная копия системы костного мозга, идеально воспроизводящая структуру настоящих костей. Модель содержит весь комплекс клеток и сигнальных молекул, обеспечивающих образование крови, и способна поддерживать этот процесс на протяжении нескольких недель.

Изображение трехмерной модели ткани костного мозга, колонизированной клетками крови человека (красный).

Источник: University of Basel, Department of Biomedicine

Человеческий организм обладает уникальной системой производства крови — тканью, состоящей из специальных клеток костей, нервных волокон, сосудов и других компонентов. Специалисты Базельского университета смогли создать ее точную копию в лабораторных условиях целиком из человеческих клеток, пишет ScienceDaily.

Костный мозг трудится тихо и неприметно. О нем вспоминают лишь при сбоях в работе — например, при болезнях крови. Именно тогда важно понимать, как устроено нормальное производство крови и почему оно иногда дает сбои. В костном мозге есть специализированные зоны, называемые «нишами». Важнейшую из них образуют структуры возле костной поверхности, влияющие на образование клеток крови и устойчивость рака крови к лечению. Такая зона называется эндостальной нишей и содержит сосуды, иммунные клетки, нервы и костные элементы. Ни одна модель на людях ранее не объединяла все эти компоненты вместе.

Новая модель повторяет строение эндостальной ниши. Сначала ученые изготовили искусственный костный каркас из гидроксиапатита — вещества, встречающегося в зубах и костях. Далее они применяли перепрограммирование человеческих клеток в плюрипотентные стволовые клетки методами молекулярной биологии. Эти структуры могут развиваться во множество различных типов клеток в зависимости от сигналов, присутствующих в окружающей среде.

Ключевые особенности эндостальных ниш человека.

Источник: sciencedirect.com

Стволовые клетки ввели в искусственный каркас и провели их развитие поэтапно, получив разнообразные типы клеток костного мозга. Получившаяся трехмерная структура точно соответствует эндостальной нише человека и превосходит предыдущие модели размерами. Она позволяет выращивать клетки крови в лаборатории неделями.

«До сих пор наши знания о костном мозге строились на исследовании мышей. Сейчас же появилась модель, гораздо точнее соответствующая организму человека. Это улучшает наше понимание естественных процессов и патологий», — подчеркивают авторы исследования важность новой разработки. Она особенно полезна для проверки эффективности лекарств. Нынешние размеры модели ограничивают возможность массового тестирования препаратов сразу в больших количествах, поэтому в будущем ученым предстоит уменьшить масштаб модели.

Тем временем российские ученые занялись разработкой «атласа» головного мозга человека. Подробнее о нем рассказали в другом материале Hi-Tech Mail.