Ученые смогут увидеть процессы, происходящие в клетках печени

По статистике, каждый третий житель Европы старше 65 лет ежедневно принимает не менее пяти лекарственных препаратов, большая часть из которых перерабатывается клетками печени. При этом возникают различные взаимодействия, зачастую нежелательные для пациента: по результатам многочисленных исследований установлено, что 10–20% госпитализаций пожилых людей связаны с негативной реакцией на комбинацию отдельных лекарств. По этой причине Европейский совет по инновациям Европейского союза выделил средства для создания уникальной системы, которая позволит изучить процессы, происходящие внутри клеток печени (гепатоцитов) во время приема различных лекарственных средств.

Система будет представлять собой инкубатор для поддержания жизнедеятельности и выращивания гепатоцитов. Предполагается, что исследуемый образец ткани сможет существовать в искусственной среде не менее двух недель. Этого срока достаточно для того, чтобы оценить, как влияет тот или иной лекарственный препарат на состояние клеток, и каким образом он взаимодействует с другими лекарствами, принимаемыми пациентом.

Создание такого «комфортного» инкубатора – первая задача, стоящая перед учеными на данном этапе. С большей долей вероятности, он будет иметь форму куба со стороной 40 см (подобный инкубатор уже разрабатывается в настоящее время). Восемь настроек системы позволят корректировать условия среды, делая их максимально приближенными к условиям человеческого организма.

Вторая задача, которая стоит перед учеными в настоящее время – спроектировать высокоточную систему визуализации, которая даст возможность изучать гепатоциты, не вынимая их из инкубатора. Обычно, что выполнить микроскопическое исследование клеточной культуры, клетки высушивают или окрашивают особым образом, перемещают в особое пространство (например, на предметное стекло микроскопа), и уже затем исследуют. Такой метод не дает возможности многократного изучения клеток и оценки протекающих в них процессов в динамике. Поэтому исследователи сосредоточились на создании более совершенной системы, при помощи которой процессы, происходящие внутри образца ткани печени, можно будет наблюдать в режиме «онлайн», без дополнительных подготовительных манипуляций.

Ожидается, что после создания инновационной системы наблюдения, доктора смогут подбирать лекарственные препараты, учитывая не только общеизвестные факты о их совместимости или несовместимости с другими лекарствами, но и исходя из индивидуальных параметров пациента. Прежде, чем составить схему лекарственной терапии, врач возьмет образец печеночной ткани больного на анализ (то есть выполнит биопсию), поместит ткань в инкубатор и оценит, как она реагирует на то или иное сочетание лекарств.

Процесс расщепления и выведения лекарственных средств, за который в большей степени отвечают гепатоциты, и в меньшей степени – почки, во многом зависит от особенностей организма больного (в частности, от выработки определенных ферментов). Нехватка или избыток определенных ферментов повышает риск недостаточного усвоения или накопления, и, соответственно, низкой эффективности или токсичности препарата. Назначение нескольких лекарств, трансформирующихся при помощи одного и того же фермента, в таком случае будет повышать риск прогрессирования болезни или отравления больного. Изучив, как препараты перерабатываются клетками печени, до начала лечения, доктора минимизируют риск нежелательных явлений и смогут получить более высокие результаты. 

Еще одна задача, которую ученые планируют выполнить после изобретения инкубатора с высоким качеством изображения – это поиск действенных средств для борьбы с неалкогольной жировой болезнью печени, все чаще встречающейся в последнее время. Возможно, тест-систему будут применять и в разработке других лекарств – например, предназначенных для лечения гепатита или цирроза. В любом случае, она станет полезным инструментом на пути повышения качества медикаментозной терапии.