По мере того как новый коронавирус мчится по всему земному шару, появляются загадочные картины. Вирус, похоже, сильно поражает некоторых людей, включая мужчин, людей старше 65 лет и людей с уже существующими заболеваниями. Для других, особенно детей, симптомы могут быть слабыми или вообще отсутствовать.
Чтобы понять, почему возникают такие различия, эксперт по стволовым клеткам Эван Снайдер, доктор медицинских наук, директор Центра стволовых клеток и регенеративной медицины им. Сэнфорда Бернхэма, обращается к органоидам легких – трехмерным структурам, которые воспроизводят легкие человека.
Мы встретились со Снайдером, чтобы узнать больше об этих «мини-легких» в блюде и о том, как вспышка повлияла на его лабораторию.
Почему вы создали эти органоиды?
Сонра Лейбель, доктор медицины, неонатолог, работающая в моей лаборатории, первоначально разработала эти органоиды, чтобы посмотреть, сможем ли мы помочь детям, у которых проблемы с дыханием. Недоношенные дети и некоторые доношенные дети, рожденные с генетическими заболеваниями, не могут вырабатывать сурфактант – материал, который позволяет легким быть гибкими и дышать. Тяжелое респираторное расстройство, которое, как считается, убивает некоторых людей с тяжелым ХОБЛ-19, на самом деле является взрослой версией того, что испытывают эти дети.
Я рад сообщить, что, используя эту модель, Сандра смогла найти терапию, которая могла бы помочь этим детям с ранее неизлечимым генетическим состоянием. Я надеюсь, что мы сможем извлечь уроки из этого успеха, чтобы помочь людям с тяжелой формой COVID-19 и «респираторным дистресс-синдромом взрослых».
Как эти легкие органоиды сделаны?
Мы начинаем с индуцированных человеком плюрипотентных клеток (hiPSC), созданных из клеток кожи, и превращаем их в клетки легких, используя те же химические сигналы, которые использует наше тело. Затем приходит захватывающая часть: мы трансформируем эти клетки из плоских, двумерных слоев в трехмерные сферы, которые растут так, как это делает легкое – так называемые «легкие в тарелке». Сандра вместе с техникой Алисией Винквист и аспиранткой Сэнфорда Бернхэма Пребиса Рэйчел МакВикар выяснили «секретный соус», необходимый клеткам для завершения этого процесса.
Что делает эти легкие органоиды такими особенными?
Легкие очень сложные органы. У них есть много типов клеток и структур, которые все взаимодействуют друг с другом: клетки воздушного мешка, которые производят сурфактант, клетки дыхательных путей, иммунные клетки, клетки кровеносных сосудов; и клетки с ресничками, похожими на хвост органеллами, которые разворачиваются и убирают мусор. Наши органоиды содержат все эти различные части, поэтому они могут быть использованы для более точного моделирования заболеваний человека, чем отдельные слои клеток. Их также легче изучать, манипулировать и тестировать на животных моделях. Эти органоиды позволяют нам задавать и отвечать на всевозможные интересные вопросы.