Дифференцировка клеток с помощью одной молекулы

Аденозин «уговорил» стволовые клетки спасти повреждённые кости

Дарья Загорская, «Вести»

Мы неоднократно писали об исследованиях плюрипотентных стволовых клеток, которые используются для омоложения организма, лечения диабета, борьбы с облысением и выращивания самых разных органов.

Но, несмотря на большое количество разносторонних исследований, заставить стволовые клетки превратиться в строго определённый вид клеток по-прежнему весьма непросто. Их дифференциация (по сути, получение «профессии») подобно сложному рецепту включает множество ингредиентов и действий, что часто делает процесс дорогостоящим и неэффективным.

Другая проблема, затрудняющая развитие такой терапии, заключается в том, что для пересадки подходят только стволовые клетки, полученные из тканей, не образующих опухоль тератому.

Шини Варгезе (Shyni Varghese) из Калифорнийского университета в Сан-Диего и её коллеги показали, что плюрипотентные стволовые клетки можно превратить в молодые костные клетки – остеобласты – простым добавлением в среду молекул аденозина. Подобно живым остеобластам из человеческого организма, полученные клетки сформировали костную ткань, пронизанную кровеносными сосудами. После пересадки искусственно выращенных остеобластов мышам с дефектами кости клетки успешно приживались и восстанавливали повреждённую ткань, не образуя опухолей.

А: схема эксперимента по изучению способности формирования костной ткани остеобластами, полученными из человеческих индуцированных плюрипотентных клеток в среде с аденозином.
B и С: Рост остеобластов на трехмерной микропористой матрице в обычной культуральной среде (d-hiPSCs) и среде с аденозином (Ad-hiPSCs) и минеральная плотность графтов (отношение объема костной ткани к общему объему.
Размер линейки – 2 мм.
Рисунок из статьи в Science Advances – ВМ.

«Удивительно, что одна молекула может определить судьбу стволовых клеток, – говорит Варгезе в пресс-релизе университета. – Нам не нужно использовать коктейль из молекул, факторов роста и других добавок, чтобы создать популяцию костных клеток из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток».

Исследование, опубликованное в издании Science Advances (Kang et al., Small molecule-driven direct conversion of human pluripotent stem cells into functional osteoblasts – ВМ), стало продолжением предыдущей работы той же команды, в ходе которой учёные выяснили, что выделенный из костей фосфат кальция помогает стволовым клеткам дифференцироваться в остеобласты. Дополнительный анализ показал, что клетки используют фосфат кальция для производства энергетических молекул АТФ, при распаде которых появляется аденозин, необходимый для превращения стволовых клеток в костные.

«Тогда мы задались вопросом, что случится, если мы обойдём эти шаги и просто добавим в среду аденозин», – объясняет Варгезе.

Теперь исследователи попытаются выяснить, как именно эти молекулы запускают процесс преобразования клеток. Пока учёные предполагают, что в этом замешан рецептор A2bR, расположенный на мембране стволовой клетки, который связывается с аденозином.

По словам авторов, основная цель их работы заключается в разработке доступных методов лечения деформированных и повреждённых костей с помощью эффективных и недорогих технологий клеточной инженерии.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
02.09.2016