Плюрипотентные стволовые клетки восстанавливают сетчатку

Исследователи университета Джонса Хопкинса, работающие под руководством доктора Элиаса Замбидиса (Elias Zambidis), разработали метод получения человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК), способных восстанавливать повреждения сосудов сетчатки мышей. В качестве предшественников иПСК авторы использовали стволовые клетки пуповинной крови, трансформированные в плюрипотентное состояние без использования вирусных векторов, ассоциированного с риском возникновения мутаций и последующего озлокачествления клеток.

Стволовые клетки пуповинной крови были выбраны авторами в качестве исходного материала по нескольким причинам. Помимо легкости получения самих клеток, их ДНК практически не содержит приобретенных мутаций и эпигенетической памяти.

Для возвращения этих клеток в состояние, соответствующее состоянию клеток 6-дневного эмбриона, авторы использовали не традиционные вирусные векторы-носители трансформирующих генов, а плазмиды – кольцевые молекулы ДНК, быстро реплицирующиеся внутри клетки и после этого деградирующие.

Полученные иПСК культивировали в среде, способствующей их дифференцировке в сосудистые клетки-предшественники. После этого с помощью метода сортировки клеток с активированной флуоресценцией (флуоресцентного сортинга) из полученной популяции были отобраны клетки, экспрессирующие поверхностные белки CD31 и CD146, являющиеся маркерами клеток сосудистого эндотелия. По словам авторов, этот метод позволил получить в два раза больше сосудистых клеток-предшественников, чем традиционный метод дифференцировки иПСК, предшественниками которых являются кератиноциты кожи. Что еще более важно, полученные с помощью нового метода клетки демонстрировали более высокие уровни экспрессии маркеров незрелых клеток сосудистого эпителия, были менее склонны к вступлению в фазу физиологического старения и менее чувствительны к повреждающим ДНК факторам. При этом их ДНК содержала меньше передаваемых при делении ошибок репрограммирования.

Выделенную популяцию клеток ввели трем группам иммунодефицитных мышей с повреждениями сетчатки. Одной группе инъекцию делали непосредственно в глаз, второй – в расположенной в непосредственной близости от глаза синусовую пазуху, а третьей – в хвостовую вену. Изображения сетчатки животных, полученные через 45 дней после процедуры, показали, что, независимо от места введения, иПСК интегрировались в поврежденную ткань и восстанавливали сосуды.

Сформировавшиеся из иПСК стволовые клетки сосудов (белая стрелка),
интегрирующиеся в поврежденный сосуд сетчатки и восстанавливающие его.

Авторы планируют провести дополнительные эксперименты на крысиной модели диабета, характерное для которой повреждение сосудов сетчатки более сопоставимо с происходящим в сетчатке человека, чем задействованная в данном исследовании мышиная модель.

Замбидис отмечает, что часто делится своими полученными из клеток пуповинной крови иПСК с другими исследовательскими группами. Он также считает, что популярное убеждение, согласно которому терапевтические иПСК должны быть специфичны для каждого пациента, отчасти ошибочно. В качестве подтверждения он приводит пример успешности трансплантации частично совместимого костного мозга, эффективность которой сопоставима с эффективностью полностью совместимых трансплантатов.

Он также считает, что большое будущее имеют крупные банки иПСК, обеспечивающие доступ к этим клеткам исследователям всего мира. Создание таких структур требует огромных затрат, однако японские специалисты под руководством пионера в области иПСК Шинья Яманака (Shinya Yamanaka) уже создают банк иПСК, полученных из клеток пуповинной крови, хранящихся в японских криобанках.

Статья T. S. Park et al. Vascular Progenitors from Cord Blood-Derived iPSC Possess Augmented Capacity for Regenerating Ischemic Retinal Vasculature опубликована в журнале Circulation.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Johns Hopkins Medicine:
Lab-Grown, Virus-Free Stem Cells Repair Retinal Tissue in Mice. 

29.01.2014

Читать статьи по темам:

индуцированные плюрипотентные стволовые клетки клетки-предшественники клеточная терапия пуповинная кровь Версия для печати