Китайские ученые получили и успешно испытали наиболее
совершенную на сегодняшний день функционирующую искусственную печеночную ткань
человека. Хотя ее пока нельзя пересадить пациенту, она представляет собой ценную модель для изучения эффектов лекарственных и
других веществ. Отчет о работе опубликован в журнале Analytical Chemistry.
До настоящего времени искусственную ткань выращивали на каркасе из
синтетических материалов или очищенной от клеток печеночной ткани животных. Однако
точно воспроизвести микроструктуру печени такие модели не позволяют. В частности, с их помощью не удается добиться адекватного роста сосудов, а это имеет ключевое значение для жизнеспособности искусственной ткани.
Сотрудники Северозападного аграрного и лесоводческого университета
в Янлине использовали принципиально новый подход. Методом многослойной мягкой литографии они напечатали микрожидкостное
устройство из полидиметилсилоксана, напоминающее по архитектуре печеночную
дольку — структурную единицу печени. Это устройство обработали раствором
коллагена для лучшей адгезии клеток, после чего наполнили его суспензией
человеческих печеночных клеток (гепатоцитов) в коллагеновом гидрогеле. После
формирования трехмерной клеточной структуры в ее каналы закачали суспензию
клеток аортального эндотелия для формирования сосудов. После инкубации в
течение четырех дней ученые получили искусственную ткань, аналогичную по
структуре долькам печени.
В ходе испытаний модель продемонстрировала высокую
активность системы цитохрома и уридиндифосфоглюкуронозилтрансферазы — ферментов,
отвечающих за печеночный метаболизм биологических веществ, лекарств и токсинов.
Их активность динамически реагировала на стимуляцию или подавление
соответствующими препаратами. Также искусственная ткань успешно
метаболизировала лекарственные средства (в эксперименте использовали
ацетаминофен, рифампицин и изониазид) и адекватно реагировала на лекарственные
взаимодействия и токсические эффекты препаратов, что подтверждает состоятельность
модели.
Исследователи рассчитывают, что их разработка найдет применение в
изучении биохимии печени и эффектов лекарств и токсинов. Они также подчеркнули
ценность микрожидкостного метода для создания трехмерных аналогов человеческих
тканей. В перспективе этот подход может стать основой для создания полноценной искусственной печени, пригодной для пересадки.
Олег Лищук
N+1