В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, Сангита Бхатиа из Массачусетского технологического института и Чарльз Райс из Рокфеллеровского университета описывают использование микрокультуры для поддержания вируса гепатита В в клетках печени человека, что позволяет им изучать иммунные реакции и лекарственные препараты.Около 400 миллионов человек во всем мире инфицированы вирусом гепатита B (HBV); из них у одной трети разовьются опасные для жизни осложнения, такие как цирроз и рак печени.
Несмотря на то, что существует эффективная вакцина против HBV, только около 50 процентов людей в некоторых странах, где это заболевание носит эндемический характер, вакцинированы. Полное излечение от болезни очень редко, если кто-то был хронически инфицирован.«Как только клетка печени инфицирована, вирусный геном сохраняется внутри ядра, и он может реактивироваться позже», — говорит Бхатиа, профессор медицинских наук и технологий Джона и Дороти Уилсон, а также электротехники и информатики. «Так что, хотя у нас есть вакцина, важно найти способ изучить эту стойкую форму вируса, чтобы попытаться определить методы лечения, которые могли бы эффективно избавиться от нее».«Привередливые» гепатоциты
Чтобы разработать лечение HBV, исследователи должны иметь возможность изучать инфицированные клетки печени, известные как гепатоциты, чтобы понять, как вирус взаимодействует с ними.Но хотя исследователи ранее могли инфицировать культуры гепатоцитов человека HBV, ограниченная продолжительность жизни клеток затрудняла изучение вируса, говорит Бхатия, который также является исследователем Медицинского института Говарда Хьюза и членом Института Коха при Массачусетском технологическом институте. Интегративные исследования рака и Институт медицинской инженерии и науки.«Это потому, что гепатоцит — основная клетка печени — нестабилен», — говорит она. «Это очень привередливая клетка, и когда вы выделяете ее из печени и пытаетесь культивировать в обычных условиях, она быстро теряет свой репертуар функций печени».
Таким образом, команда приступила к разработке метода, позволяющего поддерживать стабильность и функционирование клеток печени достаточно долго, чтобы отслеживать их реакцию на вирус и противовирусные препараты.Они основали свой подход на системе, которую они ранее разработали для изучения вируса гепатита С, в которой они смогли успешно инфицировать гепатоциты человека этим вирусом и использовать его для сравнения антивирусных схем.Сначала гепатоциты наносятся на поверхность, усеянную крошечными пятнами коллагена, а затем окружаются поддерживающей тканью, состоящей из стромальных клеток, которые действуют как соединительная ткань и поддерживают гепатоциты в выполнении их функций печени.Две дополнительные системы
Чтобы применить этот метод к инфицированию HBV, исследователи разработали две дополнительные системы. Один использует первичные гепатоциты, полученные из печени, переданной для трансплантации; во втором случае используются стволовые клетки, полученные из образцов кожи человека, которые направляются в клетки, подобные гепатоцитам, — говорит Бхатиа.Когда они сравнили относительные достоинства двух систем, они обнаружили, что первичные клетки печени имели более сильный иммунный ответ при заражении вирусом, чем потомство стволовых клеток.
Однако, в отличие от первичных гепатоцитов, гепатоцитоподобные клетки предлагают неограниченный запас тестовых клеток, поскольку исследователи могут просто при необходимости вырастить больше, говорит Бхатиа.«Но при этом обе системы смогли вырастить эту стойкую ядерную форму [HBV], поэтому мы думаем, что они предлагают дополнительные инструменты», — говорит она.
Чтобы выяснить, можно ли использовать культуры клеток для тестирования новых методов лечения болезни, исследователи наблюдали за их реакцией на два существующих препарата. Они обнаружили, что инфицированные культуры реагировали на лекарства так же, как и клетки печени в организме. Это означает, что системы могут быть использованы для прогнозирования эффективности новых методов лечения в борьбе с вирусом в клетках печени, говорит Бхатия.
Разработав эту технику, исследователи теперь планируют начать использовать ее для исследования новых методов лечения ВГВ. Они также планируют использовать эту модель для более подробного изучения естественного противовирусного ответа клеток печени и, в частности, попытаться понять, почему клетки от разных доноров имеют разные иммунные ответы на болезнь.