Атрезия желчевыводящих путей является основной причиной терминальной стадии фиброза печени у детей и основной причиной, по которой детям необходима трансплантация печени. Несмотря на многолетние исследования во всем мире, ученые до сих пор не нашли способа предотвратить это заболевание.
Теперь исследование, проведенное экспертами по печени в Cincinnati Children's, раскрывает новые подробности этого заболевания, которые указывают на совершенно новый подход к лечению. Открытия, опубликованные 15 августа 2021 года в журнале Hepatology , стали возможными благодаря тому, что команде удалось вырастить функциональные органоиды желчных путей из пораженных тканей .
«Мы разработали эти органоиды без каких-либо генетических манипуляций с клетками, с клетками, растущими из биопсий печени», - говорят Пранав Шивакумар, доктор философии, и Хорхе Безерра, доктор медицины, из отдела гастроэнтерологии, гепатологии и питания Детского центра Цинциннати и ведущие авторы. исследования. «Это важно, потому что мы смогли изучить функционирующие ткани человека у маленьких детей, а не полагаться на фиксированные образцы клеток или модели мышей, которые не полностью имитируют человеческое заболевание».
Наблюдение за болезненным процессом в блюде
Сравнивая больные органоиды с другими органоидами, выращенными из образцов здоровой печени, исследователи обнаружили несколько структурных дефектов, возникающих в клетках, которые образуют крошечные трубочки, которые переносят желчные кислоты от печени - важный аспект процесса пищеварения.
Здоровые органоиды желчных путей образуют сферы из плотно связанных клеток, которые принимают форму, напоминающую конфету. Эта форма помогает клеткам ориентироваться для развития внутренней и внешней поверхностей с различными функциями. Верхний конец ячеек направлен внутрь, при этом каждая ячейка простирает волосовидную ресничку в центр сферы. Более широкие нижние концы ячеек образуют защитный внешний слой.
Однако клетки пораженных органоидов образовывали неорганизованные оболочки. Некоторые клетки были перевернуты так, что их реснички были обращены наружу. Между тем, вместо плотных герметичных связей между ячейками, подкладка показывала беспорядочные промежутки между ячейками, которые позволяли внешним материалам проникать внутрь.
«Выстилка этих эпителиальных клеток формирует желчный проток, который обеспечивает нормальный поток желчи из печени в кишечник и предотвращает повреждение стенок желчных протоков из-за переносимых ими желчных кислот», - говорит Безерра. «Если выстилка не плотная, она позволяет желчным кислотам и другим субстратам просачиваться в стенку протока, что раздражает клетки и приводит к воспалению, разрушающему желчевыводящую систему. Когда это происходит, в печени развивается фиброз и может прогрессировать до печеночной недостаточности. дети."
Спасение дефектных протоков возможно
Показ проблемы проницаемости сам по себе был прорывом, который стал возможным только благодаря изучению функционирующих органоидов. У людей эта неисправность может начаться на ранней стадии развития плода, задолго до того, как можно будет собрать образцы ткани для выявления плохого образования протока.
Изучая органоиды, исследователи обнаружили различия в передаче сигналов клетками между больными и здоровыми органоидами, которые могут быть причиной аномального образования желчных органоидов . Эти сигналы были связаны с фактором роста фибробластов-2 (FGF2) и эпидермальным фактором роста (EGF).
«Когда мы активировали эти пути, мы увидели, что намного больше клеток в пораженных органоидах развились правильно. Обработанные органоиды не были идеальными, но они были намного ближе к нормальным, что предполагает, что они могут поддерживать адекватную функцию печени», - Шивакумар говорит.
В исследовании сообщается, что при лечении EGF и FGF2 органоиды атрезии желчных путей показали улучшенную полярность, уменьшенную проницаемость и экспрессию биомаркеров, указывающих на почти нормальную функцию.
В исследовательскую группу, добившуюся этого успеха, входят первый автор Сурья Амарачинта, доктор философии, и соавтор-корреспондент Пранавкумар Шивакумар, MPharm, доктор философии, оба из Cincinnati Children's. Команда также сотрудничала с коллегами из Первой дочерней больницы и Третьей дочерней больницы Университета Сунь Ятсена, Гуанчжоу, Китай.
Следующие шаги
По словам Безерры, необходимо еще несколько шагов, чтобы перенести это открытие лабораторной посуды на лечение.
Исследователи начали работу, чтобы подтвердить, что у детей с атрезией желчевыводящих путей также наблюдаются подавленные пути FGF2 и EGF.
Команде также необходимо определить, существуют ли лекарства, активирующие FGF2 и EGF, особенно в желчных протоках, которые также были бы безопасны для младенцев. Если нет, возможно, будет разработан новый препарат.
В конечном счете, любое возможное лечение потребует клинических испытаний, чтобы определить, изменяет ли лечение результаты, например, резко подавляет прогрессирующий фиброз с целью избежать трансплантации печени.
