Исследователи представляют свою работу в выпуске от 5 февраля Stem Cell Reports, официального журнала Международного общества исследований стволовых клеток.«Наша платформа может использоваться для тестирования лекарств-кандидатов, которые действуют против паразита на ранних стадиях развития печени, прежде чем они вызовут болезнь в крови и распространятся обратно на комаров», — говорит старший автор исследования Сангита Бхатия, доктор медицинских наук, директор. из лаборатории многомасштабных регенеративных технологий Массачусетского технологического института и биомедицинским инженером в Бригаме и женской больнице. «Это особенно важно, учитывая рост числа устойчивых к лекарствам штаммов малярии в полевых условиях».Малярия вызывается паразитами, которые передаются от человека к человеку через укусы инфицированных комаров. У людей паразиты растут и размножаются сначала в клетках печени, а затем в красных кровяных тельцах, где они вызывают физические симптомы болезни.
Одна из основных проблем искоренения малярии заключается в том, что паразиты могут сохраняться в печени и вызывать рецидивы, вторгаясь в кровоток через несколько недель или даже лет. Лекарства или вакцины, нацеленные на стадию заболевания печени, могут блокировать начальный раунд заражения крови или, возможно, даже искоренить скопление спящих паразитов и предотвратить рецидив.Однако современные методы моделирования малярии на стадии печени в чашке ограничены небольшим доступным пулом клеток печени от людей-доноров и отсутствием генетического разнообразия этих донорских клеток. Эти проблемы затруднили не только определение того, как генетика влияет на реакцию на противомалярийные препараты, но и создание метода изучения разработки индивидуальных лекарств для отдельных пациентов.
Чтобы преодолеть эти препятствия, Бхатия и ее команда перепрограммировали клетки кожи человека в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) — эмбрионоподобные стволовые клетки, способные превращаться в другие специфические типы клеток, необходимые для изучения конкретного заболевания. ИПСК являются потенциально возобновляемым источником клеток печени, которые сохраняют генетический состав донора и могут быть получены от любого донора-человека.
Эти особенности позволяют представить широкий спектр человеческой популяции при проверке лекарств и дают возможность тестировать индивидуальные реакции на противомалярийные препараты, а также генетические факторы, определяющие восприимчивость к инфекции.Исследователи заразили клетки печени, полученные из ИПСК, различными паразитами малярии, чтобы смоделировать малярию на стадии печени в лаборатории.
Эти клетки были чувствительны к противомалярийному препарату атоваквон; химическое созревание через воздействие малых молекул также сделало клетки чувствительными к другому противомалярийному препарату, называемому примахином, что демонстрирует ценность этого подхода для тестирования новых противомалярийных препаратов.«Двигаясь вперед, мы надеемся адаптировать полученные из ИПСК клетки печени к масштабируемым форматам культур с высокой пропускной способностью для поддержки быстрых и эффективных проверок противомалярийных препаратов», — говорит ведущий автор исследования Шенгён Нг, научный сотрудник лаборатории Бхатии. «Использование клеток печени, полученных из ИПСК, для моделирования малярии на стадии печени в чашке, открывает двери для изучения влияния генетики хозяина на эффективность противомалярийных препаратов и закладывает основу для их использования в открытии противомалярийных лекарств».