Мышам пересадили человеческий гипофиз

Ученые вырастили из человеческих стволовых клеток гипофизарную ткань, способную секретировать гормоны. Пересаженная мышам с недостатком функциональности их собственного гипофиза, она восстановила у них нормальный гормональный обмен. Результаты работы публикует журнал Stem Cell Reports.

Гипофиз — ключевой орган эндокринной системы. Он выделяет гормоны, которые управляют другими железами, регулируют процессы роста, размножения и метаболизма. Недостаточность функции гипофиза проявляется многочисленными и тяжелыми нарушениями. Лечение таких состояний недешево и часто остается лишь паллиативным. С другой стороны, эффективное решение обещают технологии регенеративной медицины — выращивание взрослой специализированной ткани из плюрипотентных стволовых клеток.

Ранее исследователи, экспериментируя со стволовыми клетками мышей и людей, уже получали отдельные типы секретирующих клеток гипофиза. Ученые Мемориального онкологического центра имени Слоуна-Кеттеринга в США продемонстрировали новую методику, позволяющую вырастить полноценную ткань передней доли гипофиза с ее разнообразными типами клеток, выделяющих гормон роста, пролактин, тиреотропин, аднерокортикотропный и другие.

В отличие от предшественников, Лоренс Стьюдер (Lorenz Studer) с коллегами не пытались выращивать и дифференцировать клетки в рамках трехмерной структуры, имитирующей условия их роста в нормальном органе. Вместо этого ученые получили из стволовых клеток эпидермальные плакоды.

Плакоды — простые зародышевые структуры, из которых формируются некоторые нейроны, а также хрусталики глаза. Они невелики и удобны для манипуляций. Обработка их белковыми сигнальными молекулами позволила направить развитие плакод в клетки-предшественницы гипофизарных, а затем и во взрослые дифференцированные клетки. Регулируя относительное содержание всего двух сигнальных белков — фактора роста фибробластов FGF8 и костного морфогенетического белка BMP2 — авторы получали клетки разного типа, выделяющие разные гормоны.

Экспериментируя с такими искусственно выращенными тканями в искусственных условиях, ученые показали, что те не только производят нужные гормоны, но и регулируют секрецию в зависимости от тех же внешних сигналов, на которые реагирует гипофиз в живом мозге. Затем образцы были пересажены линии мышей, страдавших от врожденной недостаточности функций гипофиза, и изучены в живом организме. Здесь они также продемонстрировали совершенно нормальную активность, выделяя пролактин и другие гормоны.

В будущем исследователи планируют усовершенствовать методику с тем, чтобы научиться выращивать ткани гипофиза с заранее заданным составом клеток, который будет оптимален для того или иного больного. После необходимых клинических испытаний такой подход может стать средством терапии до сих пор неизлечимых нарушений функции гипофиза.