Впервые ученые из Базельского университета успешно создали в лаборатории систему костного мозга, полностью состоящую из клеток человека, реконструировав сложную среду клеток, кровеносных сосудов и нервов, скрытую глубоко внутри костей. Этот прорыв обеспечивает важную платформу для изучения кроветворных процессов и нарушений крови при таких заболеваниях, как рак. Ожидается, что в будущем это уменьшит зависимость от моделей на животных и будет способствовать более безопасному тестированию лекарств и индивидуальному индивидуальному лечению.
Костный мозг является важным органом в производстве крови, но он вызывает беспокойство только тогда, когда возникают такие заболевания, как рак крови. В прошлом ученые в основном изучали функцию костного мозга посредством экспериментов на животных и упрощенных моделей клеток in vitro. Сегодня исследовательская группа кафедры биомедицины и университетской больницы Базельского университета под руководством профессора Ивана Мартина и доктора Андреса Гарсиа Гарсиа построила тщательно смоделированную трехмерную модель костного мозга на основе клеток человека. Соответствующие результаты опубликованы в журнале Cell Stem Cell.
Исследователи использовали гидроксиапатит, тот же материал, который используется в человеческих костях и зубах, для создания синтетического костного каркаса. Они использовали методы молекулярной биологии, чтобы перепрограммировать человеческие клетки в плюрипотентные стволовые клетки, которые могут дифференцироваться в различные клетки костного мозга под руководством специфических сигналов. После того, как стволовые клетки имплантированы в каркас, они производят разнообразные клетки, проходя ряд стадий развития, и образуют «микроокружение», содержащее кровеносные сосуды, костные клетки, нервы и иммунные клетки. Модель имеет диаметр около восьми миллиметров и толщину четыре миллиметра и может стабильно поддерживать кроветворную функцию in vitro в течение нескольких недель.
Команда отметила, что эта система может стать экспериментальной платформой для исследований и разработок инновационных лекарств в области рака крови, а также, как ожидается, будет использоваться в будущем для создания персонализированных моделей костного мозга на основе собственных клеток пациентов для отбора лучших вариантов лечения. Однако при использовании для параллельного тестирования нескольких лекарств и доз модель необходимо еще больше уменьшить в размерах, а соответствующая технология все еще нуждается в совершенствовании.
Новая модель костного мозга компенсирует недостатки экспериментов на животных и приближается к реальной физиологической среде человеческого организма, делая важный шаг на пути к сокращению и оптимизации экспериментов на животных. Ученые полагают, что этот прорыв будет способствовать углубленным исследованиям механизмов производства крови и связанных с ними заболеваний, а также будет способствовать прогрессу персонализированной медицины.
Составлено из /ScitechDaily