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.
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».
