Ученые из Уппсальского университета нашли способ изучать опасные бактерии без экспериментов на животных — они вырастили мини-кишечник в лаборатории и с его помощью разобрались, как бактерия Shigella разрушает человеческий организм.

Органоиды — это мини-органы, выращенные в лаборатории из стволовых клеток. Они повторяют структуру и функции настоящих тканей, но размером с горошину. Их используют, чтобы изучать болезни без экспериментов на людях или животных.

Результаты опубликованы в издании Nature Genetics.

Shigella — один из самых коварных возбудителей кишечных инфекций. Каждый год она убивает больше 200 тысяч человек, в основном детей. Проблема в том, что мыши и другие лабораторные животные реагируют на нее не так, как люди, поэтому ученые долго не могли понять, как именно бактерия пробивает нашу защиту.

Теперь ответ найден. Исследователи создали миниатюрную копию человеческого кишечника из стволовых клеток, взятых из хирургических отходов, и заразили ее Shigella. Затем они методом проб и ошибок отключали гены бактерии, чтобы выяснить, какие из них критически важны для заражения. Оказалось, что из 5000 генов бактерии только около 100 действительно нужны, чтобы прорваться в ткани и вызвать воспаление.

Впервые мы смогли точно определить, какие гены Shigella использует против нас, — говорит Мария Летиция Ди Мартино, одна из авторов исследования. — Теперь эту же методику можно применить и к другим инфекциям, которые раньше было невозможно изучать.

Профессор Микаэль Селлин добавляет:

Этот список генов — настоящая золотая жила. Если научиться блокировать их, можно создать лекарства, которые просто «выключат» бактерию.

Польза исследования

• Точная мишень для лекарств. Зная, какие гены Shigella использует для атаки, можно разработать препараты, которые будут блокировать именно их, а не убивать бактерию полностью (что снижает риск устойчивости).
• Модель для других инфекций. Метод с мини-кишечником подойдет для изучения сальмонеллы, кишечной палочки и даже некоторых вирусов.
• Сокращение опытов на животных. Если модель достаточно точная, можно отказаться от мышей в пользу человеческих тканей.

Мини-кишечник — это все же упрощенная модель. В реальном организме на инфекцию влияют кровоток, нервная система и другие факторы, которые в лаборатории не воссоздать. Возможно, некоторые гены Shigella работают иначе в живом человеке.

Ранее ученые заявили, что клетчатка в рационе повышает сопротивляемость инфекциям.