Гепатический пластырь восстанавливает повреждения печени

Основная причина фиброза печени — в воспалении, которое провоцирует непрерывную секрецию внеклеточного матрикса (ECM) звездчатыми клетками. Эта секреция способствует восстановлению печени, но в конечном итоге приводит к фиброзу и печеночной недостаточности. Существующие методы лечения фиброза, за исключением трансплантации, носят лишь симптоматический характер и неэффективны для подавления чрезмерной секреции ECM. Несмотря на многочисленные исследования в области регенеративной медицины и клеточной терапии, трансплантация печени по-прежнему остается наиболее эффективным методом лечения пациентов с фиброзом. Однако количество доступных донорских органов недостаточно для удовлетворения высокого спроса, к тому же часто при пересадке развиваются осложнения.

Тканевая инженерия позволяет создавать гепатические структуры и воспроизводить их физиологические функции. Недавно ученые из Национального университета Тайваня разработали полностью бесклеточный гепатический пластырь для регенерации печени при фиброзе. В качестве субстрата для пластыря был выбран децеллюризованный матрикс печени (DLM) в сочетании с комплексом фактора роста гепатоцитов и гепарина (HGF/гепарин-DLM).

Авторы исследовали механические свойства полученного материала. При помощи сканирующей электронной микроскопии они показали наличие пор на поверхности пластыря. Для оценки долгосрочного эффекта DLM-пластырей на культуры клеток ученые определили способность гепатоцитов синтезировать альбумин. Синтез альбумина был значительно активнее в гепатоцитах, культивируемых на DLM-пластырях, по сравнению с традиционными коллагеновыми пластырями.

Для оценки регенеративных способностей пластыря ученые обработали гепатоциты, культивируемые на коллагеновых и DLM-пластырях, веществом CCl₄, оказывающим токсичное действие на клетки. Клетки, обработанные CCl₄ и культивированные на пластырях HGF/гепарин-DLM, демонстрировали более высокую жизнеспособность в течение 1–5 дней. Также ученые обнаружили снижение цитотоксичности и увеличение синтеза альбумина клетками, культивируемыми на пластырях HGF/гепарин-DLM.

Затем исследователи оценили работу пластырей на крысах. Им давали CCl₄, чтобы спровоцировать фиброз. Анализ сыворотки крови показал значительное снижение уровня альбумина у животных с фиброзом и без лечения. Напротив, группа с фиброзом и лечением печеночными пластырями демонстрировала функциональное улучшение уже на четвертый день после трансплантации печеночных пластырей.

Соотношения альбумина и глобулина используется для оценки тяжести воспалительного заболевания печени, и значение меньше 1,0 указывает на сильное воспаление. У крыс с HGF/гепарин-DLM пластырями соотношение было больше 1,0 уже на четвертый день после индукции повреждения, указывая на снижение уровня воспаления и эффективное восстановление. Уровни AST и ALТ, основных ферментов печени, хоть и не возвращались к нормальным значениям, но оставались на постоянном уровне и были значительно ниже, чем в группах без лечения.

Гистологический анализ поврежденных фиброзом тканей показал значительные улучшения в группе, где использовался пластырь. Гепатоциты крыс в группе HGF/гепарин-DLM были более упорядоченными и отличались меньшим количеством межклеточного пространства. Авторы также показали значительное снижение выраженности проявлений фиброза.

Наконец, ученые измерили относительную экспрессию TGF-β1 in vivo для оценки фиброза печени методом qPCR. Уровень TGF-β1 значительно повышался после индукции повреждения, однако возвращался в норму между первой и второй неделями после лечением пластырем. Размещение печеночного пластыря на печени было более эффективным, чем его размещение на кишечнике.

Таким образом, новый гепатический пластырь на основе децеллюлизированного матрикса печени демонстрирует положительный терапевтический эффект и отсутствие токсичности в культуре гепатоцитов и в экспериментах на животных.

Гепатоциты для лечения печеночной недостаточности можно получать из химерных животных