Сосуды и кровь получили из клеток кожи коротким путем

  • 09 апреля, 2017
    0 Comments

    Американским ученым удалось получить клетки сосудов и крови из фибробластов кожи, не превращая их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) и управляя процессом с помощью единственного фактора транскрипции. Полученные клетки успешно применили для восстановления сердечной мышцы мышей после инфаркта. Результаты работы опубликованы в журнале Circulation.

    Для получения различных типов клеток чаще всего используют ИПСК. Аналогично эмбриональным стволовым клеткам они могут дифференцироваться практически в любые клетки организма. Получают iPSC из зрелых клеток (чаще всего фибробластов), повышая в них экспрессию факторов транскрипции OCT-4, KLF4, SOX2 и c-MYC, известных как факторы Яманаки (по имени нобелевского лауреата, открывшего их роль в плюрипотентности и разработавшего технологию производства iPSC). Подобный путь получения клеток универсален, но занимает много времени и не отличается большой продуктивностью.

    Чтобы упростить и ускорить процесс получения клеток эндотелия (внутренней оболочки) сосудов и кроветворных клеток, сотрудники Университетов Чикаго и Индианы индуцировали в человеческих фибробластах экспрессию факторов Яманаки, однако не доводили процесс их де-дифференцировки до стадии плюрипотентности, остановившись на этапе промежуточных прогениторных клеток. Такие клетки (CD34+) могут развиваться в кроветворные, эндотелиальные и некоторые другие клетки.

    После этого ученые направили дифференцировку прогениторных клеток по эндотелиальному и кроветворному пути, используя соответствующие факторы роста, и наблюдали за экспрессией генов при формировании эндотелия (клеток CD31+). Выяснилось, что оно связано с повышением уровня фактора транскрипции SOX17, который играет ключевую роль в эмбриональном развитии сердечно-сосудистой и кроветворной систем.

    Искусственно повысив экспрессию SOX17 в прогениторных клетках, исследователи увидели, что их дифференцировка в клетки сосудов усилилась почти в девять раз. Напротив, подавление экспрессии SOX17 снижало продукцию эндотелиальных клеток и стимулировало дифференцировку в эритробласты — клетки-предщественницы эритроцитов. Таким образом, управлять направлением дифференцировки прогениторных клеток удалось с помощью единственного фактора транскрипции.

    Чтобы убедиться в физиологической полноценности полученных эндотелиальных клеток, ученые поместили их в гель и имплантировали мышам с подавленным для профилактики реакции отторжения иммунитетом. Клетки сформировали в организме животных полноценные сосуды.

    После этого аналогичный гель с клетками поместили в место дефекта сердечной мышцы мышей, перенесших инфаркт миокарда. Человеческие эндотелиальные клетки не только сформировали новые сосуды, включившиеся в кровообращение, но и имплантировались в мышиные сосуды, укрепив их. Это значительно улучшило кровоснабжение сердца и его функции.

    Кроме того, исследователи выявили интересную особенность полученных прогениторных клеток: в них был значительно повышен уровень теломеразы — фермента, продлевающего жизнь клетки. При дифференцировке в эндотелий это предохраняло новые сосуды от преждевременного старения.

    ОригиналОлег Лищук https://nplus1.ru/news/2017/04/08/sox17

  • Экспертная колонка

    27 марта 2017

    Термин «стволовые клетки» придумал русский ученый А.А. Максимов еще в начале прошлого века, исследуя процесс кроветворения, затем А.Я. Фриденштейн доказал наличие других, не только кроветворных стволовых клеток. С тех пор мировая наука существенно продвинулась в изучении этого вопроса.

    Сегодня известно, что стволовые клетки являются основой самоподдержания и обновления организма человека. Установлено, что они входят в состав не только костного мозга, но и соматических и висцеральных тканей нашего организма. С различной степенью регулярности эти клетки обновляются, тем самым поддерживая здоровье человека на должном уровне.

    Некоторые клетки организма обновляются раз в две недели, а другие – раз в год, третьи – не обновляются совсем (например, нейроны), однако возраст и болезни уменьшают их количество. Таким образом, резерв стволовых клеток, «перезагружающих» и «ремонтирующих» наш организм истощается. Стало очевидно, что нужно повышать их потенциал, для чего можно, например, изымать стволовые клетки из организма, приумножать их в сотни, тысячи раз и вводить обратно. Кроме того, ученые с помощью стволовых клеток научились выращивать ткани и некоторые органы.

    Однако академик считает, что это не решит проблемы, потому что благодаря развитию медицины продолжительность жизни человека растет с каждым годом. Это может приводить к тому, что будет появляться все больше пациентов, которые будут нуждаться в органах для трансплантации: сердце, почках, печени, легких.

    Решение проблемы и логичное развитие регенеративной медицины он видит не в том, чтобы искусственно вырастить орган и подсадить его человеку (своего рода «паллиативное решение проблемы»), но научиться контролировать обновление клеток и программировать эту регенерацию внутри человеческого организма.

  • Видео недели

    За последние десятилетия Регенеративная медицина бурно эволюционировала, вовлекая и объединяя новые достижения в области молекулярной медицины, клеточных технологий, геномного инжиниринга и 3D принтинга, разнообразив арсенал инструментов в клинической практике. Новая эра Регенеративной медицины способствует повышению качества жизни за счет таргентной терапии и появления искусственных тканеинженерных конструкций. Кроме того, активно тестируются нанороботы, которые были бы способны выполнять in vivo манипуляции.

  • Twitter лента