Реконструкция волосяного фолликула человека: перспективы перехода от трехмерных органотипических культур к заместительной терапии

Аннотация

Полный текст

Современные подходы тканевой инженерии направлены на полную или частичную реконструкцию органов in vitro, пригодных для фундаментальных исследований, фармацевтических разработок или заместительной терапии. Волосяной фолликул (ВФ) востребован данной научной областью в качестве модельного объекта благодаря высокому регенеративному потенциалу. В нашей лаборатории разрабатываются методы реконструкции пациент-специфических органотипических конструкций зачатка ВФ, полученных из первичных клеток человека или клеток с индуцированной плюрипотентностью, а также оптимизируются пути трансплантации органоидов в человеческую кожу на модельных гуманизированных животных. Разработанный метод получения развивающегося зачатка ВФ основан на способности первичных постна-тальных кератиноцитов человека и мезенхимных клеток ВФ, дермальной папиллы, к самоорганизации в трехмерных культуральных условиях в присутствии гиалуро-новой кислоты. Полученные конструкты демонстрируют признаки раннего фолликулогенеза - активацию каскада WNT - и более поздних событий, таких как переключение экспрессии интерфолликулярных маркеров на профолликулярные у эпидермальных кератиноцитов. Условия in vitro препятствуют дальнейшему развитию ВФ из органоидов, полученных из первичных клеток кожи человека. Для коррекции культуральных ограничений морфогенетического потенциала, были разработаны и адаптированы протоколы дифференцировки индуцированных плюрипотентных клеток человека в направлении эпидермальных кератиноцитов и клеток дермальной па-пиллы ВФ, позволяющие получить клетки, соответствующие более ранней стадии онтогенеза. Трансплантация исследуемых органоидов в колла-геновых матриксах высокой жесткости подкожно лабораторным животным с иммунодефицитом приводила к формированию фолликуло-подобных структур. Для оценки перспективы заместительной терапии были разработаны модели гуманизированных лабораторных животных: мышам с иммунодефицитом на спину пересаживали фрагменты неонатальной крайней плоти и участки скальпа взрослого человека. В обоих случаях отмечали успешную приживаемость трансплантатов с сохранением пролиферации в коже человека, таким образом, данные модели могут успешно применяться для анализа приживаемости тканеинженерных конструкций. Проведенные работы охватывают все этапы исследования и получения органотипических органоидов ВФ и определяют перспективы использования данных конструкций в биомедицинских целях.