Ученые борются с туберкулезом по-новому: выращена точная копия легкого человека

Впервые разработана модель легочной ткани, состоящая исключительно из клеток, полученных от одного донора. Эта инновационная разработка была представлена исследователями из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне и швейцарской компании AlveoliX.

Система имитирует основные функции альвеол, включая дыхательные движения. Ключевым преимуществом модели является использование индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) от одного донора, что позволило создать генетически однородную клеточную систему, устраняя проблему «несовместимости» клеток, характерную для предыдущих моделей.

Макс Гутьеррес, руководитель лаборатории взаимодействия патогена и хозяина при туберкулезе в Институте Крика, подчеркнул значимость данного подхода для создания физиологических систем человека без использования животных моделей, чья анатомия и иммунный ответ значительно отличаются от человеческого.

Модель размещена на микрочипе и имитирует дыхательные движения через ритмическое трехмерное растяжение. Это механическое воздействие имеет критическое значение для корректного формирования ключевых клеточных структур, таких как микроворсинки.

Для исследования туберкулеза на модель были добавлены иммунные клетки (макрофаги) и бактерии, полученные от того же донора. Ученые смогли наблюдать ранние стадии инфекции в реальном времени, в том числе формирование «некротических ядер» — скоплений погибших иммунных клеток — за несколько дней до нарушения целостности легочного барьера.

Люк, научный сотрудник лаборатории Джексона, отметил, что туберкулез является медленно развивающимся заболеванием с клиническими проявлениями, которые могут возникнуть через несколько месяцев после инфицирования. Визуализация начальных стадий болезни имеет важное значение для медицины.

Новая технология открывает перспективы для персонализированной медицины, позволяя тестировать, например, антибиотики на моделях с определенным генетическим профилем. В перспективе этот метод может быть применен для изучения других респираторных заболеваний, таких как грипп, COVID-19 и рак легких.