МОСКВА, 7 июл — РИА Новости. Ученые МГУ имени М. В. Ломоносова предложили способ отслеживать превращение стволовых клеток в костную или жировую ткань. Разработка позволит оценивать "качество" клеточных препаратов перед их введением пациенту при восстановлении сердечной ткани и лечении переломов, а также избежать побочных эффектов такого лечения, в частности образования опухолей. Результаты представлены в Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Что сделали ученые?
Специалисты создали искусственный белок для отслеживания изменений в структуре "молчащего" участка ДНК стволовой клетки. "Маячок" состоит из двух частей: светящегося флуоресцентного фрагмента и молекулярного "якоря", который связывается с участком ДНК, сигнализирующим о начале превращения клетки в костную или жировую ткань.
«
"После введения "маячка"в человеческие стволовые клетки мы не увидели никаких негативных эффектов, тогда как стандартные красители для визуализации белков и ДНК часто очень токсичны, из-за чего их не удается использовать для длительного наблюдения за культурой", — сообщила старший научный сотрудник лаборатории молекулярной эндокринологии Центра регенеративной медицины МГУ Лидия Путляева.
Почему стволовые клетки образуют жир вместо костной ткани?
При восстановлении сердечной ткани и лечении переломов главными строителями выступают мультипотентные стволовые клетки. Они могут преобразовываться как в костную, так и в жировую ткань — в зависимости от внешних сигналов или внутренних генетических "программ".
Однако с возрастом или при некоторых заболеваниях этот механизм дает сбой: в костном мозге начинает накапливаться жир, а не костная ткань. Результат — снижение костной массы, хрупкость скелета и развитие остеопороза. Для регенеративной медицины это означает, что при заготовке стволовых клеток для лечения переломов часть материала может оказаться бесполезной или даже вредной — если клетки "запрограммированы" на превращение в жир, а не в костную ткань. До сих пор ученые не могли наблюдать этот процесс в реальном времени и понять, на каком этапе клетка принимает свое окончательное решение.
На каком этапе клетка определяет свою судьбу?
Благодаря безопасности нового белка исследователи смогли вести непрерывное наблюдение за культурой живых стволовых клеток в течение 13 дней.
На второй день эксперимента зафиксировано четкое разделение клеток на две группы: "будущие клетки костной ткани" и "будущие клетки жировой ткани". Это свидетельствует о том, что клетка определяет свое тканевое "назначение" на самых ранних этапах превращения — в течение первых 48 часов.
В чем главный плюс для регенеративной медицины?
Новая технология решает несколько практических задач одновременно. Врачи и биотехнологи смогут оценивать качество клеточных препаратов непосредственно перед их введением пациенту — будь то лечение сложных переломов или восстановление сердечной ткани.
Что дает исследование:
- возможность отсеивать "неправильные" клетки, склонные к образованию жира вместо кости;
- снижение риска побочных эффектов, в частности образования опухолей из недифференцированных клеток;
- гарантированный предсказуемый терапевтический результат.
«
"В перспективе технология позволит оценивать стадию созревания и однородность клеток, используемых в регенеративной медицине — например, для лечения переломов и восстановления сердечной ткани, — непосредственно перед их введением пациенту. Это позволит избежать побочных эффектов, в частности образования опухолей, и обеспечит предсказуемый терапевтический результат", — пояснила Лидия Путляева.
Когда технология появится в больницах?
Пока метод апробирован на клеточных культурах. Следующий этап — проверка найденных закономерностей в лабораторных условиях и подготовка к доклиническим испытаниям. После успешного прохождения всех необходимых этапов методика может быть адаптирована для клинического применения, что позволит врачам оценивать качество клеточных препаратов перед введением пациенту и снизить риски, связанные с непредсказуемостью клеточной терапии.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ).