Шкірний органоїд, вирощених зі стовбурових клітин, продовжує відрощувати волосини після пересадки в справжню шкіру.
Шкіру для пересадки вирощують вже давно, але зазвичай мова йде тільки про верхній шар шкіри - епідермісі. Він сформований клітинами кератиноцитами, які діляться і відновлюють епідерміс, що постійно втрачає старі відмерлі клітини. Кератиноцити можна генетично відредагувати, позбавивши їх від небажаної мутації, і виростити з них епідерміс натомість мутантного - так кілька років тому вдалося вилікувати одного хлопчика від буллуреного епідермолізу, важкого генетичного захворювання, при якому епідерміс відсолоджується і буквально розпадається.
Але шкіра - це не тільки епідерміс, це ще й пігментні клітини, і потові залози, і волосяні сумки, і нерви, і жирові клітини, і м'язові волокна. Чи можна виростити не окремий її шар, що складається з однакових клітин, а всю шкіру як цільний орган? Тут, очевидно, доведеться мати справу з плюрипотентними стовбуровими клітинами, які можуть давати різні типи інших клітин (чому їх і звуть плюрипотентними, тобто всемогутніми). Такі стовбурові клітини можна взяти в ембріона або ж отримати в лабораторії зі звичайних спеціалізованих клітин, перетворивши їх на стовбурові за допомогою спеціальних молекулярних інструкцій.
Дослідники з Гарварду, Університету Індіани та інших наукових центрів взяли людські всемогутні стовбурові клітини і виростили з них крихітний шматочок шкіри - саме шкіри, у якої, крім верхнього шару епідермісу, був ще й нижній шар дерми. Стовбурові клітини перетворювалися на епідерміс і дерму, підкоряючись регуляторним білкам, які додавали в живильне середовище і які включали ті чи інші гени. Клітини утворювали сферу, в якій через 70 днів з'являлися волосяні фолікули, а з волосяних фолікулів виростали волоски, причому волосини, пофарбовані пігментними клітинами меланоцитами - тобто і меланоцити теж формувалися зі стовбурових клітин. Крім того, при волосяних фолікулах були сальні залози, нерви з рецепторами, жирові клітини і м'язові волокна, загалом, майже все, що повинно бути в справжній шкірі, за винятком імунних клітин.
Тобто в результаті вийшов так званий органоїд - мікроструктура, вирощена зі стовбурових клітин і за властивостями нагадує справжній орган або його частину. Ми розповідали про органоїди, що імітують шлунок, або нефрон - структурну одиницю нирки, або зміїну отруйну залізу. Шкіра - теж орган, і надзвичайно великий; різні її частини відрізняються один від одного. За словами авторів роботи, їх органоїд найбільше схожий на шкіру підборіддя, щоки або вуха.
На органоїдах зручно вивчати ті чи інші біологічні процеси - активність генів, етапи розвитку, дія ліків - тому що вони тривимірні, складаються з організованих клітин різних типів і більше схожі на справжній орган, ніж, скажімо, плоска однорідна культура клітин, вирощена в лабораторному посуді. Але, звичайно, у зв'язку з органоїдами не можна не мріяти про те, що їх можна дорости до повноцінного органу і пересадити замість хворого. У статті в Nature йдеться, що шкірні органоїди пробували пересаджувати мишам (у яких придушували імунітет, щоб він не відторг людські клітини), і приблизно половина органоїдів не тільки прижилися, але і продовжили ростити волосся.
Зрозуміло, подібні органоїди, якби їх можна було пересаджувати, дуже знадобилися б в медицині, і не тільки при лікуванні облисіння. Правда, думати про клінічне застосування поки рано: органоїди дозрівають для пересадки занадто довго, і не дуже зрозуміло, наскільки вони однорідні, тобто наскільки один шкірний органоїд схожий на інший, і чи здатні вони ростити волосся більш - менш тривалий час. Тут, як завжди, доводиться покладатися на подальші експерименти.
За матеріалами Nature.