Разработка синтетических стволовых клеток и их преимущества

Исследователи из Университета штата Северная Каролина и их коллеги из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, США, и Университета Чжэнчжоу, КНР, разработали синтетическую версию сердечной стволовой клетки. У этих искусственных стволовых клеток обнаруживается терапевтический эффект, сравнимый по эффективности с естественными стволовыми клетками; кроме того, искусственные стволовые клетки помогут устранить некоторый риск, связанный с лечением их естественными аналогами. В дополнение данные клетки обладают лучшей устойчивостью в хранении, а технология их производства может быть применена и к другим видам стволовых клеток.

Терапия стволовыми клетками эффективна в силу того, что она стимулирует внутреннее восстановление. Как же это происходит? Стволовые клетки помогают поврежденным тканям в самовосстановлении, выделяя «паракринные факторы», включая белки и генетический материал. Несмотря на то, что терапия стволовыми клетками является весьма эффективной, с ней связывают риск роста опухолей и реакции отторжения иммунной системой. Кроме того, сами клетки чрезвычайно хрупкие, они требуют осторожности в хранении, и необходимо также пошаговое типирование (определение иммунологической принадлежности клетки) и категоризация, прежде чем их можно будет использовать.

Кэ Чэн (Ke Cheng) - доцент молекулярной биологии и медицины в Университете штата Северная Каролина, участник коллегиальной программы в области биоинженерии в том же университете и Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл - осуществляет руководство исследовательской командой, разработавшей синтетическую версию сердечной стволовой клетки, которая может быть использована в качестве готового к использованию препарата.

Кэ Чэн и его коллеги создали имитирующую клетку микрочастицу (ИКМЧ) из биоразлагаемого полимера, совместимого с живыми тканями, а точнее, сополимера молочных и гликолевых кислот. Затем исследователи отобрали факторы роста (белки) из культивированных стволовых клеток сердца человека и добавили их к полимеру. В конечном итоге они покрыли частицы мембраной сердечных стволовых клеток.

Во время экспериментов в пробирке как имитирующая клетку микрочастица, так и сердечная стволовая клетка способствовали росту  и регенерации клеток сердечной мышцы. Исследователи также протестировали ИКМЧ на модели мыши с инфарктом миокарда и обнаружили, что способность микрочастицы связывать сердечные ткани и способствовать их росту после сердечного приступа сравнима с такой же способностью естественных стволовых клеток сердца. Благодаря своей структуре, имитирующая клетку микрочастица неспособна к репродукции, что уменьшает риск образования опухолей.

«Синтетические клетки действуют по тому же принципу, что и деактивированная вакцина, - сообщает Кэ Чэн. - Их мембрана позволяет им игнорировать иммунные реакции, соединяться с сердечными тканями, выделять факторы роста и способствовать восстановлению, однако они не могут воспроизводиться сами по себе. Так что Вы сможете пройти терапию стволовыми клетками без риска».

Искусственные стволовые клетки намного устойчивее, нежели естественные человеческие стволовые клетки; они способны выдержать шоковую заморозку и размораживание. Преимущество также заключается в том, что их не нужно извлекать из клеток пациента.

«Мы надеемся, что это будет первым шагом на пути к изготовлению готовых медикаментов из стволовых клеток, которые позволят людям проходить эффективную терапию без существенных затрат, когда им это понадобится», - утверждает Кэ Чэн.

Статья:

«Терапевтические микрочастицы с замещенными биомиметическими мембранами и секретом сердечных стволовых клеток».

ИЦО: 10.1038/NCOMMS13724.

Опубликовано 26 декабря 2016 г. в научном журнале “Nature Communications”.

Аннотация: Терапия стволовыми клетками представляет собой подающий надежды подход в регенеративной медицине. Однако клетки необходимо с осторожностью хранить и подвергать специфической обработке перед применением. В дополнение трансплантация клеток влечет за собой риск иммуногенности и/или канцерогенности (онкогенности). Большое количество веских доказательств подтверждает, что благоприятный эффект от лечения стволовыми клетками достигается благодаря секреции (точнее, секреции регенеративных факторов) и основанном на мембранах взаимодействии между поврежденными клетками. В данном исследовании нами была создана имитирующая клетку микрочастица (ИКМЧ), воспроизводящая функции стволовых клеток в процессе восстановления тканей. ИКМЧ включает в себя подобные секретируемые белки и мембрану, что и исходные сердечные стволовые клетки. В модели мыши с инфарктом миокарда введение ИКМЧ приводит к сохранению жизнеспособного миокарда и улучшению работы сердца, что сходно с результатами терапии сердечными стволовыми клетками. Имитирующие клетку микрочастицы (полученные из клеток человека) не возбуждают инфильтрацию Т-лимфоцитов у мышей со здоровым иммунитетом. В заключение ИКМЧ действуют как «синтетические стволовые клетки», которые имитируют паракринную и биоинтерфейсную деятельность естественных стволовых клеток в процессе терапевтической регенерации сердца.

Полный текст статьи Вы найдете по следующей ссылке: http://www.nature.com/articles/ncomms13724