Группа ученых из Японии добилась успеха в выращивании клеток тонкой кишки, подобных тем, которые обнаруживаются в организме человека, из индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток. Для этого открытия ученые использовали ранее разработанную ими процедуру на эмбриональных стволовых клетках. Они утверждают, что выращенные клетки можно использовать для лабораторных исследований, посвященных транспорту и метаболизму лекарств в тонком кишечнике человека.
Энтероциты, выстилающие эпителий тонкой кишки, являются участками абсорбции и метаболизма большинства пероральных лекарств. По этой причине исследования абсорбции новых пероральных препаратов основаны на моделях in vitro или на животных, чтобы точно воссоздать среду тонкого кишечника. В настоящее время ученые широко используют клеточную линию рака толстой кишки человека Caco-2 в качестве модели кишечного эпителия. Однако у этого есть свои недостатки: клетки Caco-2 были получены из толстой кишки; поэтому они больше напоминают толстую кишку, чем тонкую кишку. Например, эти клетки не экспрессируют цитохром P450 3A4 (CYP3A4), белок, критически важный для метаболизма лекарств, который в большом количестве экспрессируется в тонкой кишке. Более того, клетки Caco-2 имеют тенденцию демонстрировать высокие вариации от одной клеточной линии к другой.
Для решения этих проблем ученые из Токийского технологического института, Токийского университета, Kanto Chemical Co. Inc., Шионоги & Co., ООО. и Shionogi TechnoAdvance Research Co., ООО., разработали новые энтероцитоподобные клетки из индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток (hiPSC), которые могут дифференцироваться в любой тип клеток, если им предоставлены правильные факторы роста.
Изменив процедуру, которую они ранее использовали для эмбриональных стволовых клеток человека, ученые первоначально вырастили клетки, которые напоминают ранние стадии клеток тонкого кишечника, называемые кишечными клетками-предшественниками. Затем они культивировали эти клетки-предшественники на коллагеновой витригельной мембране (CVM). Кроме того, они обрабатывали клетки-предшественники средой созревания, содержащей 6-броминдирубин-3′-оксим, диметилсульфоксид, дексаметазон и активированный витамин D3. Их усилия привели к развитию энтероцитоподобных клеток, очень похожих на настоящие энтероциты, экспрессирующих белки-переносчики оттока, регулирующие абсорбцию лекарств, а также CYP3A4, которого в клетках Caco-2 нет. Доктор. Нобуаки Сираки, доцент Токийского технологического института и один из авторов этого исследования, добавляет:, "Мы разработали эффективную процедуру культивирования для создания энтероцитоподобных клеток из hiPSCs путем культивирования энтодермы, полученных из hiPSC, или клеток-предшественников кишечника на CVM."
Ученые утверждают, что эти первые в своем роде энтероцитоподобные клетки можно использовать в качестве in vitro модели тонкого кишечника для оценки кишечной абсорбции лекарств у людей. Обсуждая преимущества использования этих ячеек для будущих исследований, д-р. Комментирует Шоен Куме, профессор Токийского технологического института и соавтор этого исследования, "Полученные из hiPSC энтероцитоподобные клетки, установленные в этом исследовании, могут быть использованы для количественного прогнозирования кишечной абсорбции лекарств у людей в особых случаях, таких как изменение функций транспортеров / метаболических ферментов посредством лекарственного взаимодействия, а также нормального условия."