После оценки результата вмешательства разработанную технологию создания органа протестируют на большем количестве животных.

Ученые Института регенеративной медицины Научно-технологического парка биомедицины Первого МГМУ имени И. М. Сеченова пересадили лабораторной мыши конструкт печени, напечатанной на 3D-биопринтере. Сейчас ученым предстоит оценить результаты вмешательства и подготовиться к масштабному эксперименту на большем количестве животных. Цель исследователей – разработать подход к формированию биоэквивалента печени, способного решить проблему нехватки донорских органов, а также создать так называемую «печень-на чипе» – устройство, которое позволит использовать меньше животных при испытании лекарств. Исследование проводится в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

В Сеченовском Университете Минздрава РФ провели первые испытания микроконструктов печени, полученных методом 3D-биопечати. Конструкт, разработанный учеными Института регенеративной медицины, состоит из двух компонентов – гидрогелевой системы и органоидов. В качестве основы биочернил использовали гидрогель на основе внеклеточного матрикса печени, сохраняющий состав и структуру белков нативного органа. Второй компонент – органоиды – структурные единицы формируемой печени, способные к росту и самоорганизации. В их основе – три типа клеток: гепатоциты (клетки паренхимы печени), а также мезенхимные стромальные и эндотелиальные клетки, которые необходимы для поддержания гепатоцитов и формирования кровеносных сосудов.

«Такие особенности делают микроконструкты печени релевантными для моделирования процессов регенерации и применения в качестве платформы для тестирования лекарственных препаратов, – рассказала руководитель дизайн-центра «Биофабрика» Института регенеративной медицины Полина Бикмулина. – А в долгосрочной перспективе возможно использование разработанной технологии формирования биоэквивалента печени для создания органов для трансплантации людям».

Для проведения операции ученые выбрали наиболее щадящий вариант вмешательства – «пациентке» заместили лишь фрагмент ее собственного органа. Дальнейшая задача исследователей – проанализировать результаты эксперимента. В частности, оценить качество фиксации конструкта, реакцию на него окружающих тканей и множество других параметров. В ближайшее время они проведут еще несколько подобных вмешательств – для подготовки к масштабному эксперименту.

«Такие эксперименты  в мире проводят несколько научных групп, – отметил научный руководитель Научно-технологического парка биомедицины Сеченовского Университета Петр Тимашев. – Но получить полноценный орган для трансплантации человеку пока не удалось. С этой точки зрения нам тоже предстоит еще очень большая работа. Сейчас мы в тестовом режиме имплантировали лабораторной мыши конструкт, чтобы отработать этапы хирургической операции. Но этим летом у нас запланирован масштабный эксперимент с участием такого количества животных, чтобы результаты были статистически значимыми».

Еще одна задача ученых – разработать in vitro систему для тестирования лекарств – так называемую «печень-на-чипе». Такое устройство способно реагировать на различные лекарства подобно настоящему органу, что позволит исследователям предугадывать реакции клеток печени человека на лекарственные вещества и другие агенты.

«Сегодня проведение доклинических исследований на лабораторных животных – необходимый этап при создании новых лекарств, – объяснила доцент, заведующая лабораторией прикладной микрофлюидики Института регенеративной медицины Анастасия Шпичка. – Но с точки зрения гуманного к ним отношения во всем мире стараются активно развивать направления, связанные с разработкой систем типа «орган-на-чипе».

«Напечатанные на биопринтере конструкты печени мы в том числе тестируем для их создания. Они позволят ускорить доступ пациентов к новым лекарствам и снизить необходимость в исследованиях на животных», – заключила специалист.