Более 10 тысяч жителей США с хроническими заболеваниями печени ожидают пересадки органа, однако донорских органов не хватает. Кроме того, часть пациентов с печеночной недостаточностью не может перенести операцию из-за тяжелого состояния. Инженеры Массачусетского технологического института разрабатывают альтернативный подход — вводимые инъекцией «мини-печени», которые должны частично выполнять функции поврежденного органа.
В эксперименте на мышах пересаженные клетки печени сохраняли жизнеспособность не менее двух месяцев. В течение всего этого периода они вырабатывали ферменты и белки, которые обычно производятся печенью. Руководитель исследования Сангита Бхатия назвала такие клеточные конструкции «спутниковыми печенями», способными поддерживать работу больного органа, не удаляя его.
Печень выполняет около 500 важных функций, включая регулирование свертывания крови, очистку кровотока от бактерий и переработку лекарственных препаратов. Многие из этих задач выполняют гепатоциты — специализированные клетки печени. Как отмечает MIT, ученые более десяти лет ищут способы восстановить их работу без хирургической трансплантации.
Для нового метода исследователи объединили гепатоциты с микросферами из гидрогеля. Частицы удерживают клетки вместе, помогают им соединяться с кровеносными сосудами и создают условия для формирования устойчивой ткани. При высокой концентрации микросферы ведут себя как жидкость, поэтому смесь можно ввести через шприц, а после попадания в организм она вновь приобретает более плотную структуру.
В состав материала также включили фибробласты — клетки, поддерживающие жизнеспособность гепатоцитов и стимулирующие рост сосудов. Смесь вводили мышам под контролем ультразвука, который затем позволял наблюдать за состоянием импланта без инвазивных процедур. В ходе эксперимента сосуды постепенно проросли в сформированную ткань и обеспечили клетки питательными веществами.
Исследователи считают, что такие клеточные трансплантаты можно будет размещать не только рядом с печенью, но и, например, в селезенке или около почек, если им хватит пространства и кровоснабжения. Технология потенциально может стать временной поддержкой для пациентов, ожидающих донорский орган, либо альтернативой операции. Сейчас ученые также изучают способы снизить риск иммунного отторжения, включая создание клеток, менее заметных для иммунной системы, и локальную доставку иммуноподавляющих препаратов.