Кишечные бактерии играют важную роль в развитии печени и метаболизме препаратов у младенцев

Печень играет очень важную роль в метаболизме человека. В качестве привратника пищеварительного тракта, этот массивный орган отвечает за метаболизм препаратов, и поэтому первым повреждается при передозировке или неправильном использовании лекарственных средств.

Появление полученных из стволовых клеток гепатоцитов

Изучение этого индуцированного медикаментами повреждения печени является важной частью создания фармацевтических препаратов. Оно должно быть проведено на клетках человеческой печени. К сожалению, существует дефицит человеческих клеток печени, называемых гепатоцитами, так как их можно выделить только из донорских органов.

Теперь, в исследовании, опубликованном в журнале Hepatology, ученые из Центра биоинженерии Александра Грасса в Еврейском Университете в Иерусалиме сообщили, что они произвели большое количество функциональных клеток печени из человеческих эмбриональных и генетически модифицированных стволовых клеток.

«Это просто революция для создания фармацевтических препаратов, – говорит профессор Яаков Нахмиас, старший автор исследования.

– Хотя и другие группы могли производить клетки печени до нас, их клетки демонстрировали низкую функциональную активность и не могли быть использованы для надежной разработки лекарственных средств. В самом деле, да настоящего времени полученные из стволовых клеток гепатоциты показывали малую способность прогнозировать клинические результаты».

Ограниченная доступность функциональных гепатоцитов для тестирования препаратов является основным препятствием, в результате которого фармацевтические компании тратили 1 миллиард долларов в год только на клетки печени. «Наша способность производить неограниченное количество функциональных печеночных клеток из человеческих плюрипотентных стволовых клеток может все изменить», – сказал профессор Нахмиас.

Гениальная идея пришла к ученому в момент рождения его дочери. «Я смотрел, как она первый раз ест, через несколько мгновений после рождения, и понял, что это впервые ее печень начала работать, – рассказывает профессор Нахмиас. – Никто раньше не догадался имитировать эту часть человеческого развития, а это именно то, что мы сделали».

Ученые пошли дальше, к открытию того, что бактерии, заселяющие кишечник младенца после рождения, вырабатывают витамин К2 и желчные кислоты, которые активируют спящую в печени плода программу метаболизма лекарственных средств.

Дальнейшая новаторская работа продемонстрировала, что клетки печени, полученные из эмбриональных стволовых клеток или из генетически модифицированных клеток кожи, могут обнаруживать токсические эффекты у более десятка препаратов с более чем 97% точностью.

«Последствия для биологии печени и разработки препаратов просто ошеломляющие, – говорит профессор Орен Шиболет, начальник отдела печени в Медицинском центре Сураски в Тель-Авиве, который не принимал участие в исследовании.

– Метод предоставляет доступ к неограниченному количеству функциональных клеток печени и, скорее всего, способен в значительной степени улучшить нашу возможность прогнозировать токсичность лекарственного средства, что раньше было ограничено недоступностью печеночных клеток. Кроме того, поскольку кишечные бактерии по другому развиваются у младенцев, рожденных путем кесарева сечения, механизм родов, вероятно, может оказывать влияние на созревание печени новорожденных.

В настоящее время всем новорожденным рутинно вводят витамин К. Предоставленные данные свидетельствуют о том, что родители, которые отказываются от этого, могут вызвать немного иное развитие созревания печени и метаболизма препаратов у своих детей».