Создана миниатюрная версия системы костного мозга, которая точно воспроизводит структуру настоящих костей. Эта модель включает в себя полный набор клеток и сигнальных молекул, способствующих образованию крови, и может поддерживать этот процесс на протяжении нескольких недель.
Человеческий организм имеет уникальную систему формирования крови — ткань, состоящую из особых клеток костей, нервных волокон, сосудов и прочих компонентов. Ученые Базельского университета смогли воспроизвести ее точную копию в лабораторных условиях, полностью из человеческих клеток, отмечает ScienceDaily.
Костный мозг функционирует незаметно и тихо. О нем вспоминают только при сбоях в работе — например, при заболеваниях крови. Именно тогда важно понимать, как происходит нормальное производство крови и почему оно иногда дает сбои. В костном мозге существуют специализированные области, называемые «нишами». Ключевую из них формируют структуры рядом с костной поверхностью, которые влияют на образование клеток крови и на устойчивость рака крови к лечению. Эта зона называется эндостальной нишей и включает сосуды, иммунные клетки, нервы и костные элементы. Ранее ни одна модель на людях не объединяла все эти компоненты вместе.
Новая модель воспроизводит строение эндостальной ниши. Сначала ученые создали искусственный костный каркас из гидроксиапатита — вещества, встречающегося в зубах и костях. Затем они применяли перепрограммирование человеческих клеток в плюрипотентные стволовые клетки с использованием методов молекулярной биологии. Эти структуры имеют возможность развиваться в различные типы клеток в зависимости от сигналов, находящихся в окружающей среде.
Стволовые клетки были введены в искусственный каркас и их развитие проходило поэтапно, что позволило получить различные типы клеток костного мозга. Созданная трехмерная структура точно соответствует эндостальной нише человека и превосходит предыдущие модели по своим размерам. Она позволяет выращивать клетки крови в лабораторных условиях на протяжении недель.
«Ранее наши познания о костном мозге основывались на исследованиях мышей. Теперь появилась модель, которая гораздо точнее отражает организм человека. Это улучшает наше понимание естественных процессов и патологий», — отмечают авторы исследования, подчеркивая важность новой разработки. Она особенно актуальна для проверки эффективности лекарств. Текущие размеры модели ограничивают возможность массового тестирования препаратов одновременно в больших объемах, поэтому в будущем ученым необходимо уменьшить масштаб модели.
Фото: hi-tech.mail.ru