Биотехнолог в лаборатории. Изображение создано с помощью ИИ.
Российские исследователи предложили новый способ получать клетки, похожие на кардиомиоциты, не прибегая к генной инженерии. Вместо перепрограммирования ДНК они использовали естественный механизм клеточной «коммуникации» — сигнальные молекулы, которые выделяют созревающие клетки сердечной мышцы. Именно эти вещества стали своеобразными «наставниками» для мезенхимальных стволовых клеток, выделенных из красного костного мозга пациентов.
Работу выполнили специалисты МФТИ совместно с Московским областным НИИ имени Владимирского и Национальным медицинским исследовательским центром имени академика Мешалкина. Исследование опубликовано в журнале Biomedicines.
Достоянием широкой общественности работа стала благодаря новости на сайте Российского научного фонда и интервью инженера-биотехнолога Вероники Литвиненко изданию «КоммерсантЪ».
Механизм дифференциации тотипотентных клеток. Если во время этого процесса будущие клетки костной ткани поместить в среду развития кардиомиоцитов, клетки могут сменить специализацию.Для эксперимента ученые использовали небольшие образцы красного костного мозга массой 1-2 грамма, полученные во время операций на открытом сердце. Из них выделяли мезенхимальные стволовые клетки и помещали их в среду, где ранее выращивали кардиомиоциты, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Вместе с этой средой клетки получали целый набор паракринных факторов — сигнальных молекул, которые в организме помогают клеткам обмениваться «инструкциями».
Результат оказался впечатляющим. Под микроскопом клетки приобрели вытянутую форму, характерную для кардиомиоцитов, у них появилась поперечная исчерченность, а также спонтанные кальциевые колебания — один из ключевых признаков работы ткани сердца. Электрофизиологические исследования методом патч-кламп показали наличие натриевых, кальциевых и калиевых ионных токов, без которых невозможна нормальная электрическая активность миокарда. Правда, по степени зрелости такие клетки пока уступают полноценным взрослым кардиомиоцитам.
Окончательное z-проекционное изображение трехмерного сфероида дифференцированных в хондроциты мезенхимальных стволовых клеток человека, полученное с помощью многорежимного считывателя Cytation 5 Cell Imaging. DAPI: окрашенные ядра Hoechst 33342, GFP: актиновые филаменты, окрашенные фаллоидином Alexa Fluor 488, CY5: экспрессия коллагена II.Почему это важно уже сегодня, а не «когда-нибудь»
Главное преимущество новой технологии — отсутствие необходимости вмешиваться в геном или подбирать сложные химические коктейли для каждого пациента. Поскольку используются собственные клетки человека, потенциально снижается риск иммунного отторжения, а сам протокол становится более универсальным и воспроизводимым.
Пока речь не идет о пересадке таких клеток пациентам после инфаркта. Однако уже сейчас технология может оказаться востребованной при создании персонализированных моделей сердечных заболеваний, проверке безопасности новых лекарств и тестировании антиаритмических препаратов. В перспективе разработка может стать частью тканевой инженерии — например, использоваться при создании клеточных пластырей для восстановления поврежденного миокарда.
Ученые лаборатории экспериментальной и клеточной медицины Института биофизики будущего.Паракринный подход использует уже готовый естественный набор сигнальных молекул без вмешательства в гены клетки.Вероника Литвиненко
Тема регенеративной медицины сегодня развивается сразу по нескольким направлениям. Как ранее рассказывал Hi-Tech Mail, ученые во всем мире активно работают над выращиванием различных тканей и органов из собственных клеток пациента, чтобы уменьшить риск отторжения и отказаться от донорского материала. Российская работа хорошо вписывается в этот мировой тренд, предлагая более простой способ «обучения» клеток без изменения их генетического кода.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
