«Эликсир молодости» для нервных стволовых клеток
Ученые университета Гонконга и Массачусетского технологического института опубликовали в декабрьском номере журнала Cell Transplantation статью под названием «Forever Young: How to Control the Elongation, Differentiation, and Proliferation of Cells Using Nanotechnology», содержащую результаты работы по изучению возможности поддержания «вечной молодости» стволовых клеток путем замедления их роста, дифференцировки и пролиферации.
По словам авторов, хранение и имплантация жизнеспособных стволовых клеток для восстановления повреждений нервной системы является достаточно сложной задачей, усугубляемой тем, что восстановление нервной ткани само по себе связано с определенными трудностями. Они утверждают, что решить эти проблемы специалистам по тканевой инженерии поможет создание особого микроокружения, управляющего активностью клеток путем замедления их пролиферации и созревания. В качестве основного компонента такого микроокружения они предлагают использовать самособирающийся каркас из нановолокон (self-assembling nanofiber scaffold, SAPNS), который не только регулирует деление клеток и рост ткани, но и защищает имплантированные клетки от негостеприимных условий организма реципиента.
В качестве материала для каркаса исследователи использовали разработанный несколько лет назад в Центре биомедицинского инжиниринга (Center for Biomedical Engineering) Массачусетского технологического института олигопептид RADA16-I. Он состоит из четырехкратно повторенной последовательности аминокислот аргинина (R), аланина (A), аспарагиновой кислоты (D) и снова аланина (буквенные обозначения аминокислот приняты Международным союзом теоретической и прикладной химии). В водном растворе эти цепочки аминокислот собираются в гель, в котором расстояния между волокнами зависят от концентрации олигопептида.
Такой каркас, имитирующий межклеточный матрикс, не только обеспечивает имплантированным нервным стволовым клеткам субстрат для адгезии и миграции, но и ограничивает инвазию клеток из окружающих трансплантат тканей. Он также замедляет скорость роста и дифференцировки клеток, что облегчает их «акклиматизацию» в новых условиях и позволяет в течение продолжительного времени поддерживать их способность к неограниченному делению.
В лабораторных условиях изменение плотности клеток и концентрации волокон SAPNS позволило ученым изменять наноокружение клеток PC 12 (линия клеток, полученная из трансплантабельных клеток крыс, реагирующая на нервный фактор роста), шванновских клеток (глиальные клетки, обеспечивающие жизнеспособность волокон периферических нервов) и нервных клеток-предшествеников, а также управлять их пролиферацией, удлинением, дифференцировкой и созреванием.
Эксперименты на животных, которым проводили имплантацию клеток и нанокаркасов в травмы головного и спинного мозга, также продемонстрировали хорошие результаты. На снимке – состояние участков головного мозга после довольно большого (размер шкалы – 0,1 мм) надреза, сделанного скальпелем. Слева – срез ткани мозга контрольного животного, которому в рану вводили всего лишь физиологический раствор, справа – надрез, в который ввели 1% раствор RADA, через 2 месяца после травмы практически заполненный новыми клетками.
Исследователи пришли к выводу, что использование комбинации SAPNS и стволовых клеток позволяет отказаться от использования иммуносупрессантов при использовании клеточных имплантатов для восстановления повреждений центральной нервной системы. Они считают, что предлагаемая ими методика со временем позволит не только восстанавливать травмы центральной нервной системы, но и омолаживать стареющие мозги.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily: 'Fountain of Youth' for Stem Cells?
13.01.2010