Их подсаживали в подкожную клетчатку
Японские ученые получили из эмбриональных плюрипотентных стволовых клеток человека органоиды гипофиза и гипоталамуса, которые продуцируют адренокортикотропный гормон (АКТГ), и впервые поместили эти органоиды в подкожную клетчатку животных, изучались мыши и макаки-крабоеды (Macaca fascicularis) с тяжелой гипоталамо-гипофизарной недостаточностью. Выяснилось, что такая процедура значительно увеличивает концентрацию АКТГ в крови животных. Результаты экспериментов опубликованы в Stem Cell Research & Therapy.
При гипоталамо-гипофизарной недостаточности снижается выработка всех гормонов этой системы, причем низкая концентрация АКТГ в крови может привести к жизнеугрожающей надпочечниковой недостаточности. Распространенность этого синдрома недостаточности составляет около 45 случаев на 100 тысяч населения. Лечение предполагает пожизненную заместительную терапию, однако часто она бывает недостаточной из-за циркадных ритмов и стресса. Поэтому регенерация клеток гипофиза, способных регулировать секрецию АКТГ в ответ на сигналы окружающей среды, рассматривается как потенциальная терапевтическая стратегия.
Однако клетки гипофиза не восстанавливаются после повреждения, более перспективным считается использование экзогенной активной ткани железы. Ранее команда японских ученых разработала метод индуцирования дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток в клетки гипофиза и гипоталамуса, которые затем они смогли превратить в полноценные органоиды.
Теперь эта научная группа под руководством Хидэтаки Суги (Hidetaka Suga) из Нагойского университета впервые исследовала терапевтическую эффективность подкожной трансплантации препаратов клеток гипоталамуса и гипофиза у мышей и приматов. Взрослым мышам с иммунодефицитом удалили гипофиз, за чем последовало резкое снижение выработки АКТГ, что также сопровождалось снижением активности и прогрессирующей потерей веса.
Органоиды гипофиза и гипоталамуса, полученные из человеческих плюрипотентных стволовых клеток, пересадили в подкожную жировую клетчатку в подмышечной и паховой областях, а также в ягодичную мышцу. На протяжении последующих шести месяцев в группе мышей, получивших органоиды, наблюдалась значительно более высокая концентрация АКТГ в крови, чем у мышей, подвергшихся фиктивной операции (p < 0,05). При этом место трансплантации существенно не влияло на уровень АКТГ. Кроме того, мыши с органоидами выживали значительно дольше (р < 0,05). Последующие тесты показали успешное приживление органоидов в белой жировой ткани и мышцах.
Органоиды также подсадили одной мужской особи Macaca fascicularis, которому предварительно удалили гипофиз. Поскольку у этого вида приматов не так много подкожного жира (а после гипофизэктомии его масса дополнительно сократилась), за неделю до трансплантации в подкожную клетчатку спины был имплантирован лист из коллагеновой матрицы, пропитанный фактором роста фибробластов-2, для местного стимулирования роста сосудов. Уже через неделю после трансплантации органоидов наблюдалось повышение базальных уровней АКТГ и кортизола. Также замедлилась потеря массы тела.
По данным команды Суги, это первое исследование, продемонстрировавшее как функциональное улучшение секреции АКТГ, так и гистологическое приживление органоидов гипоталамуса и гипофиза, полученных из плюрипотентных стволовых клеток человека, у нечеловеческих приматов. Будущие исследования будут направлены на определение подходящих доз клеток и разработку протоколов испытаний такой терапии на людях.
Возможно, пересадка органоидов гипоталамуса и гипофиза будет актуальна для космонавтов. Ранее мы рассказывали, что у нескольких астронавтов гипофиз оказался деформирован после полета. Однако насколько это влияет на его функцию, пока непонятно.