Специалисты лаборатории редактирования генома Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова (МГНЦ) впервые успешно и применили легочные органоиды, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток пациентов с муковисцидозом, для оценки эффективности модуляторов CFTR канала.

Муковисцидоз — одно из распространенных наследственных заболеваний. Причиной его являются мутации в гене CFTR, который кодирует белок, формирующий на мембране клеток канал, по которому ионы хлора покидают клетку. Страдают, в первую очередь, легкие и поджелудочная железа.

Сегодня существуют различные препараты — CFTR-модуляторы, которые могут восстанавливать активность хлорного канала. Однако насчитывается около 700 патогенных вариантов гена CFTR, поэтому зачастую пациентам с муковисцидозом требуется персонализированный подбор терапии.

Ученые МГНЦ в качестве полноценной модели легких, на которой можно проводить подбор лекарственных препаратов, предложили использовать легочные органоиды — 3D-структуры, состоящие из клеток легких разного типа. Технология их получения из плюрипотентных стволовых клеток пациентов с муковисцидозом является уникальной разработкой лаборатории редактирования генома МГНЦ.

В 2022 году коллектив лаборатории стал первым в России и вторым в мире, ученым которого удалось получить бронхиальные и легочные органоиды из стволовых клеток. Из клеток кожи пациента с муковисцидозом получают фибробласты, затем их перепрограммируют в плюрипотентные стволовые клетки, из которых получают легочные органоиды.

«Легочные органоиды являются миниатюрной моделью легкого, благодаря которой мы можем воспроизводить некоторые функции органа. В случае с муковисцидозом нас интересует изучение работы хлорного канала CFTR, функция которого нарушается при этом заболевании. Уникальность нашей методики состоит в том, что для получения легочных органоидов не требуются высокоинвазивные процедуры забора биоматериала, а нужна только биопсия кожи», — рассказала один из авторов исследования, научный сотрудник лаборатории редактирования генома МГНЦ Анна Демченко.

Результаты показали, что пациент – специфичные легочные органоиды демонстрируют схожую динамику ответа на CFTR-модуляторы в сравнении с клинической эффективностью модуляторов у самих больных. Это открывает новые перспективы в области персонализированной медицины и разработки эффективных методов лечения муковисцидоза.