Группа учёных из Базельского университета и Университетской больницы Базеля (Швейцария) впервые разработала реалистичную модель человеческого костного мозга, используя исключительно человеческие клетки. Эта разработка может заменить или сократить использование животных во многих областях исследований, включая изучение рака крови и тестирование лекарственных препаратов.
Костный мозг – это сложная ткань, выполняющая роль «фабрики крови» в организме человека, ежедневно производя миллиарды клеток. Он состоит из специализированных микроокружений, включающих костные клетки, кровеносные сосуды, нервы и иммунные клетки. Особенно важна эндостальная ниша, расположенная вблизи костной поверхности, которая играет ключевую роль в нормальном кроветворении и развитии устойчивости раковых клеток крови к терапии. Существующие исследования в основном полагаются на модели на животных или упрощённые клеточные культуры, которые не могут точно воспроизвести всю сложность человеческого костного мозга и эндостальной ниши.
Для создания модели учёные использовали искусственную костную структуру из гидроксиапатита, входящего в состав костей и зубов. В этот каркас были введены человеческие клетки, перепрограммированные с помощью методов молекулярной биологии в плюрипотентные стволовые клетки. Эти клетки, обладающие способностью превращаться в любые типы клеток, необходимые для костного мозга, были помещены в искусственную костную структуру и затем с помощью направленных процессов дифференцированы в различные типы клеток костного мозга.
Полученная трёхмерная конструкция размером 8 мм в диаметре и 4 мм в толщину имитирует человеческую эндостальную нишу и способна поддерживать кроветворение в лабораторных условиях в течение нескольких недель.
Исследования на мышах, безусловно, ценны, но новая человеческая модель предлагает более точное представление о биологии человека. Она может служить дополнением ко многим экспериментам на животных при изучении кроветворения как в здоровом, так и в болезненном состоянииотметил профессор Иван Мартин
Разработанная модель костного мозга открывает перспективы для разработки новых лекарств. Хотя для параллельного тестирования множества препаратов и дозировок текущий размер модели, вероятно, слишком велик и потребует уменьшения, в будущем эта технология может быть использована для создания индивидуальных планов лечения пациентов с раком крови. Это предполагает создание индивидуальных моделей костного мозга с использованием собственных клеток пациента, что позволит тестировать различные методы лечения in vitro и выбирать наиболее эффективный для конкретного пациента.
Создание этой полностью человеческой «фабрики крови» – важный первый шаг к персонализированной медицине.