Сердечный органоид, выращенный из стволовых клеток, оказался похож на сердце эмбриона.
Крохотные подобия органов (или органоиды), которые выращивают из стволовых клеток, помогают понять, как работают настоящие, большие органы. Но не для всякого органа можно вырастить его мини-подобие. Мы рассказывали про органоиды желудка, кожи, мозга, есть органоиды почек и кровеносных сосудов. Однако органоид сердца долгое время не получался: все попытки заканчивались просто комком сокращающихся клеток, у которых не было никакой пространственной структуры.
Задачу удалось решить сотрудникам Института молекулярной биотехнологии Австрийской академии наук: в статье в Cell они описывают сердечный органоид, соответствующий двадцать пятому дню эмбрионального развития. На этом этапе у сердца всего одна камера, тем не менее, сердечные стенки состоят из клеток разных типов, организованных в слои: кардиомиоцитов (мышечных сократительных клеток), клеток эпителия, соединительнотканных фибробластов. Стволовые клетки, из которых их выращивали, обрабатывали специальными сигнальными белками в разных концентрациях. В результате получилось добиться того, чтобы стволовые клетки становились специализированными в нужной временно́й последовательности и в нужном пространственном порядке.
Сердечная камера размером около 2 миллиметров сокращалась в ритме 60–100 ударов в минуту, как у настоящего эмбриона. И билось оно достаточно долго, больше трёх месяцев, что позволило исследователям сделать несколько важных наблюдений, касающихся того, как сердце формируется в ходе эмбрионального развития и как оно реагирует на повреждения. В частности, удалось увидеть, как в повреждённой сердечной ткани ведут себя фибробласты.
У зародышей и у новорождённых млекопитающих сердце может восстанавливаться, но почти сразу теряет эту способность. Поэтому у взрослых после инфаркта погибшие кардиомиоциты не замещаются не новыми кардиомиоцитами, а соединительной тканью. Наблюдая за поведением соединительнотканных клеток сердца в сердечном органоиде, мы, возможно, сумеем найти способ восстанавливать сердечную мышцу у взрослых людей.
Автор: Кирилл Стасевич