Нова модель печінки від MIT з мікросудинами: як вона відтворює ранні етапи MASLD і допомагає перевіряти ліки

Чи можна побачити, як починається хвороба печінки, не чекаючи роки на її розвиток у пацієнта? Інженери Массачусетського технологічного інституту відповіли – так. Вони зібрали «печінку в чипі», де судини й імунні клітини поводяться як у людському органі, відкриваючи шлях до точнішого тестування ліків.

Передумови: чому знадобилася нова модель

Метаболічно-асоційована стеатотична хвороба печінки (MASLD) – це накопичення жиру в печінці, яке у багатьох пацієнтів переростає у запалення та фіброз. За оцінками, у Сполучених Штатах з MASLD живуть понад 100 мільйонів людей, і саме ця масштабність змушує науку шукати моделі, здатні точно відтворювати людську біологію. Раніше лабораторії покладались на тваринні моделі або спрощені клітинні системи, але обидва підходи часто не передають ключових рис людської хвороби. Команда MIT уже багато років розвиває мікрофізіологічні системи – керовані «органи на чипі», які відтворюють функції органів людини й дозволяють моделювати захворювання. Саме ця логіка й привела до створення нової версії печінкового чипа з архітектурою, близькою до реальної печінки.

Ключова подія: публікація в Nature Communications і прорив із мікросудинами

Дослідники MIT повідомили в журналі Nature Communications про розробку моделі печінки, де вперше в цьому форматі вдалося індукувати ріст мікросудин усередині тканини і забезпечити проходження імунних клітин. Це критичний крок – судинна мережа постачає поживні речовини і формує «шляхи» для клітин імунітету, які визначають перебіг запалення. Паралельно команда змоделювала стан інсулінорезистентності, підвищивши рівні інсуліну, глюкози та жирних кислот – саме з цього зазвичай стартує рання MASLD. У результаті модель продемонструвала порушення кліренсу інсуліну гепатоцитами, зміну метаболізму глюкози, а також звужені й більш «протікливі» судини – типові мікроваскулярні ускладнення, які часто спостерігають у пацієнтів із діабетом.

«Ми показали, що можемо створити щільну мікросудинну мережу в печінковій тканині та циркулювати імунні клітини. Це дозволило відстежити, як імунітет взаємодіє з печінкою за умов інсулінорезистентності й у здоровому стані», – зазначає керівниця досліджень Лінда Гріффіт.

Що було раніше: уроки з моделі на LiverChip і реакція на ліки

Попередня робота команди, опублікована в Communications Biology, спиралася на вдосконалений варіант мікрофлюїдного пристрою LiverChip, який з 1990-х років використовують для вирощування тривимірних моделей печінки та скринінгу токсичності лікарських засобів. Дослідники адаптували цю платформу під MASLD – з високими рівнями інсуліну, глюкози та жирних кислот – і випробували препарат resmetirom, який імітує дію тиреоїдного гормону та сприяє розщепленню жиру. Неочікувано, у тканині посилювалися сигнали імунної активації та маркери запалення.

«Resmetirom призначений для зниження фіброзу при MASH, однак у нашій моделі він викликав імунну відповідь. Це може частково пояснити, чому препарат спрацьовує лише у приблизно пацієнтів», – зауважив провідний автор роботи Домінік Геллен.

Як відреагували: наукова й клінічна спільноти про можливості моделі

У фармацевтичній індустрії давно використовують LiverChip для прогнозу гепатотоксичності, але нове покоління моделі додає те, чого бракувало: реалістичну судинність і динаміку імунних клітин. Експерти підкреслюють, що це підвищує релевантність до людини в питаннях патогенезу та валідації мішеней. На клінічному горизонті вже є resmetirom – препарат, схвалений FDA для лікування MASH з фіброзом; паралельно активно вивчають GLP-1-підходи, зокрема семаглутид, у контексті метаболічних і печінкових ефектів. Команда MIT наголошує, що одного класу ліків недостатньо – потрібні комбінації та персоналізація, і саме для цього критично важливі точні моделі хвороби.

Наслідки: що вже змінилося завдяки новому чипу

Оновлена мікрофізіологічна система зробила видимими процеси, які важко простежити у тварин і в стандартних клітинних тестах. Тепер можна порівнювати здоровий і «діабетичний» стани печінки в межах однієї платформи та перевіряти реакції на ліки за участю імунних клітин.

• Відтворено інсулінорезистентність у печінковій тканині – змінено кліренс інсуліну та метаболізм глюкози, як у ранньому перебігу MASLD.
• Отримано мікросудинну мережу, що звужується і стає «протікливою» у хворобному стані, відбиваючи ускладнення, типові для діабету.
• Забезпечено трафік імунних клітин та притягнення моноцитів – передумову формування макрофагів, які спостерігаються при ранній хворобі печінки.

Що далі: перспективи для ліків і таргетів

Наступним кроком стане систематичний скринінг кандидатів у препарати та уточнення механізмів, які визначають, чому частина пацієнтів відповідає на терапію, а частина – ні. Модель дозволяє тестувати різні класи засобів на ранніх стадіях MASLD і порівнювати ефективність за участю судин та імунітету – те, чого бракувало попереднім підходам. Дослідження підтримали Національні інститути охорони здоров’я США, Програма аспірантських грантів Національного наукового фонду, Novo Nordisk, Massachusetts Life Sciences Center та Siebel Scholars Foundation – інвестиції, що можуть пришвидшити появу нових терапій. З огляду на масштаби хвороби, питання вже не «чи», а «наскільки швидко» ці інструменти допоможуть знайти дієві комбінації лікування.