Исследователи Базельского университета создали первую в мире полноценную модель человеческого костного мозга – трехмерную структуру, которая воспроизводит эндостальную нишу и поддерживает кроветворение в лаборатории несколько недель. Разработка может стать ключом к изучению рака крови, тестированию лекарств и будущей персонализированной терапии.
В обычных условиях костный мозг остается незаметным: он беспрерывно производит клетки крови и вмешивается в работу иммунной системы. Но при нарушениях – в том числе при онкогематологических заболеваниях – именно его состояние определяет прогноз пациента. До сих пор ученые зависели от экспериментов на животных и упрощенных клеточных моделей, которые не могли воссоздать человеческую ткань целиком.
Как создавали модель
Команда профессора Ивана Мартина и доктора Андреса Гарсии начала с искусственного каркаса из гидроксиапатита – минерала, который составляет основу человеческих костей. На него исследователи “посадили” человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки и провели через контролируемые этапы дифференцировки, получив полный набор элементов эндостальной ниши: кровеносные сосуды, костные клетки, нервные волокна и иммунные клетки.
Получившаяся структура диаметром восемь миллиметров и толщиной четыре миллиметра стала первой моделью, в которой объединены все ключевые компоненты ниши костного мозга человека. Эта "мини-фабрика крови” не только повторяет структуру ткани, но и функционирует – в ней формируются клетки крови, и этот процесс наблюдается неделями.
Зачем это нужно
По словам исследователей, система позволяет точнее изучать механизмы кроветворения и то, как изменяется работа костного мозга при лейкозах и других заболеваниях. Модель может сократить количество экспериментов на животных: исследователи подчеркивают, что она приближает изучение процессов к биологии человека.
Кроме того, платформа подходит для тестирования новых препаратов. Но для массовых лекарственных скринингов ее предстоит уменьшить – нынешний размер слишком велик для параллельных испытаний.
Персонализированные модели – следующий шаг
Дальнейшая цель – создать индивидуальные модели костного мозга для каждого пациента. Такой подход позволит “прогонять” различные схемы лечения и выбирать оптимальную до начала терапии. Это может изменить подход к лечению рака крови, но для внедрения понадобятся дополнительные технологические шаги.
