Ученые на шаг приблизились к разработке «умных» стволовых клеток – и они сделаны из человеческого жира

Новое исследование, проведенное UNSW в Сиднее, показывает, что новый тип стволовых клеток – то есть клетки с регенеративными способностями – могут быть ближе на горизонте.

В стволовые клетки (называется индуцированным мультипотентные стволовые клетки, или iMS) можно получить из легко доступных человеческих клеток – в данном случае из жира – и перепрограммировать, чтобы они действовали как стволовые клетки.

Результаты исследования на животных, которые создали стволовые клетки человека и протестировали их эффективность на мышах, были опубликованы в Интернете в Достижения науки сегодня – и, хотя результаты обнадеживают, необходимы дополнительные исследования и тесты, прежде чем какой-либо потенциальный перевод на лечение людей.

«Разработанные нами стволовые клетки могут адаптироваться к окружающей среде и восстанавливать ряд поврежденных тканей», – говорит гематолог Джон Пиманда, профессор UNSW Medicine & Health и соавтор исследования.

«Насколько мне известно, никто раньше не создавал адаптивные мультипотентные стволовые клетки человека. Это неизведанная территория».

Ученые создали клетки iMS в лаборатории, подвергая человеческие жировые клетки воздействию смеси соединений, из-за которой клетки теряли свою первоначальную идентичность. Этот процесс также удалял «метки молчания» – метки, отвечающие за ограничение идентичности клеток.

Исследователи вводили человеческие iMS-клетки мышам, где они сначала оставались бездействующими. Но когда мыши получили травму, стволовые клетки адаптировались к окружающей среде и превратились в ткань, которая нуждалась в ремонте, будь то мышцы, кости, хрящи или кровеносные сосуды.

«Стволовые клетки действовали как хамелеоны», – говорит ведущий автор доктор Авани Йеола, исследователь стволовых клеток в лаборатории профессора Пиманды. Доктор Йола провела эту работу в рамках своей докторской диссертации в UNSW Medicine & Health.

«Они следовали местным подсказкам, чтобы слиться с тканью, которая требовала заживления».

Существуют существующие технологии трансформации клеток в стволовые клетки, но у них есть ключевые ограничения: тканеспецифические стволовые клетки по своей природе ограничены в диапазоне тканей, которые они могут создавать, а индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS) не могут быть напрямую введены, поскольку они несут риск развития опухолей. Перед использованием iPS-клетки также нуждаются в дополнительной обработке для образования определенных типов клеток или тканей. Необходимы дополнительные исследования, чтобы проверить, как iPS-клетки и ткани, созданные тканеспецифическими стволовыми клетками, функционируют у людей.

Клетки iMS, которые сделаны из взрослой ткани, не показали никаких признаков нежелательного роста ткани. Они также адаптировались к различным типам тканей у мышей.

“Эти стволовые клетки не похожи ни на какие другие, которые в настоящее время проходят оценку в клинические испытания, – говорит доктор Йола.

«Они сделаны из собственных клеток пациента, что снижает риск отторжения».

Исследование основано на исследовании 2016 года команды с использованием клеток мыши и является следующим шагом перед испытаниями только на людях. Но предстоит еще долгое ожидание – и еще предстоит провести гораздо больше исследований – чтобы оценить, являются ли клетки безопасными и успешными для людей.

Если будет доказано, что клетки iMS безопасны для использования человеком, они могут однажды помочь вылечить что угодно, от травм до повреждения сердца.

«Это еще один шаг в области терапии стволовыми клетками», – говорит д-р Йеола.

Простая, но мощная технология

Каждая клетка человека – будь то клетка сердца или клетки мозга – имеет одно и то же содержание ДНК. Клетки выглядят и ведут себя по-разному, потому что они используют разные части ДНК.

Части ДНК, которые клетки не используют, обычно отключаются естественными модификациями.

«Идея, лежащая в основе нашего подхода, заключалась в том, чтобы отменить эти модификации», – говорит профессор Пиманда.

«Мы хотели, чтобы у клеток была возможность использовать эту часть ДНК, если есть сигнал извне».

Исследователи перепрограммировали жировые клетки, используя два соединения: азацитидин, лекарство, используемое в терапии рака крови; и естественный фактор роста, который стимулирует рост клеток и восстановление тканей.

Клетки высвободили свой жир и потеряли свою идентичность жировой клетки примерно через три с половиной недели после лечения.

«Это очень простая технология», – говорит доктор Ваше Чандракантан, старший научный сотрудник UNSW Medicine & Health и соавтор исследования. Доктор Чандракантан, который вместе с профессором Пиманда руководил исследованием мышей в 2016 году, придумал идею создания iMS-клеток.

Он говорит, что есть две основные возможности для потенциального клинического применения.

«Одна из идей состоит в том, чтобы взять жировые клетки пациента и поместить их в аппарат, где он инкубируется с этим соединением. Когда все будет готово, эти перепрограммированные клетки можно будет поместить во флакон, а затем ввести пациенту», – говорит доктор Чандракантан.

«Другой вариант – объединить два соединения в простую мини-помпу, которую можно установить в организме, как кардиостимулятор».

Теоретически эту мини-помпу можно разместить рядом с той частью тела, которая нуждается в помощи (например, с сердцем), где она может выдавать регулируемые дозы для создания новых стволовых клеток.

Заглядывая вперед

Хотя результаты обнадеживают, исследователи помнят, что до потенциального внедрения методов лечения людей еще далеко.

«Безопасность – наша первая и главная забота», – говорит профессор Пиманда.

«Доклинические исследования и клинические испытания еще предстоит провести, и мы должны быть уверены, что сможем генерировать эти клетки в безопасном состоянии.

«Отраслевые партнеры могут поделиться опытом в производстве iMS клинического уровня. клетки а также разработка и проведение клинических испытаний, – говорит он. – Это поможет вывести это исследование на следующий этап ».

Доктор Чандракантан говорит, что если будущие исследования увенчаются успехом, внедрение этой терапии в реальном мире может занять до 15 лет.

«Успешное медицинское исследование, достигающее своей конечной цели, то есть перевод в повседневную клиническую практику и лечение, часто может занять многие десятилетия», – говорит д-р Чандракантан. «Могут быть препятствия, неудачи и неудачные эксперименты. Такова природа исследования.

«Хотя эти открытия очень интересны, я буду сдерживать свое волнение, пока мы не доведем их до пациентов».