Аватары из стволовых клеток помогут подобрать индивидуальное лечение
Исследователи разработали революционный подход к лечению муковисцидоза, используя полученные из стволовых клеток пациентов мини-органы — «аватары», чтобы проверить влияние на них новейших препаратов.
Муковисцидоз (кистозный фиброз) — наследственное заболевание, которое наиболее распространено среди белокожих детей и молодежи, хотя оно может поражать людей любой расы. Всего 50 лет назад дети с муковисцидозом не доживали до пятилетия. Современная терапия модуляторами гена муковисцидоза (англ. Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator, CFTR) позволяет пациентам жить более 50 лет. Однако средняя продолжительность жизни людей с данным заболеванием все еще составляет примерно 34 года.
Деятельность модуляторов CFTR направлена не на лечение симптомов заболевания, а на коррекцию функции дефектных белков, которые связаны более чем с 2000 различными мутациями в гене CFTR. Ввиду такого разнообразия невозможно использовать модуляторы CFTR как универсальное решение.
В то время как нацеленные на более распространенные мутации CFTR модуляторы Orkambi, Symdeko и Kalydeco используются для лечения примерно 60% больных муковисцидозом, не у всех пациентов наблюдается клиническое улучшение. Кроме того, оставшиеся 40% людей с редкими мутациями CFTR не могут получить необходимое лечение.
Проблема усугубляется тем, что модуляторы обходятся системе здравоохранения огромными затратами, а их совокупная стоимость составляет около 250 000 долларов США на пациента в год.
Именно эти основные проблемы – невозможность подбора лекарств для специфических мутаций CFTR отдельных лиц, а также непомерная стоимость модуляторов CFTR, с которыми сталкиваются специалисты при лечении муковисцидоза по всему миру, дали толчок для нового исследования. Учёные из Университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales), Австралия, воздействовали на полученные из стволовых клеток мини-органы пациентов различными модуляторами CFTR в лаборатории Исследовательского центра молекулярного и интегративного муковисцидоза (Molecular and Integrative Cystic Fibrosis (miCF) Research Centre).
Используя недавние достижения в биологии стволовых клеток, исследователи выделяли клетки непосредственно из тканей лёгких или кишечника и стимулировали их рост для создания мини-органов (органоидов). Поскольку органоиды состояли из клеток пациентов с муковисцидозом, они фактически являлись аватаром человека. Другими словами, если препарат действует на аватар, то он, скорее всего, будет действовать и на пациента. Полученные органоиды были заморожены для биобанка miCF и в будущем смогут использоваться для тестирования новых лекарств.
Поскольку работа выполняется в исследовательском центре miCF, обслуживающем всю Австралию, она также обеспечивает рентабельность программы аватаров, поскольку невозможно подготовить индивидуальные клетки в каждом центре или лаборатории, занимающимися исследованием и лечением муковисцидоза.
Биобанк miCF был создан исследователями UNSW в начале 2019 года. Его основу составляет национальная сеть врачей-клиницистов, ученых и их учреждений, работающих вместе с Исследовательским центром miCF, для координации закупок тканей в 11 клиниках, специализирующихся на муковисцидозе, по всей Австралии.
Клеточный материал лёгочной и кишечной ткани от доноров с муковисцидозом собирается на местах, откуда затем доставляется в исследовательский центр miCF. Специально подготовленный персонал выращивает органоиды с использованием стандартизированных методов и мер контроля качества в Исследовательском центре miCF UNSW.
Исследовательская лаборатория miCF использует органоиды для поиска лекарств для нечувствительных к терапии людей. Учёные обнаружили три уникальные мутации CFTR у аватаров пациентов, реагирующих на модуляторы CFTR. Технология аватара действует очень эффективно, значительно снижая необходимость проб и ошибок в целевой терапии CFTR.
Исследовательская группа также изучает способы исправления дефектного CFTR путем добавления правильной копии гена в клетки. Данные клетки — бесценный инструмент для улучшения современного понимания кистозного фиброза и разработки новых терапевтических средств для борьбы с этим заболеванием.
