Стрессоустойчивые плюрипотентные стволовые клетки из жировой ткани
Новая надежда регенеративной медицины
LifeSciencesToday по материалам UCLA Newsroom:
Fat chance: Scientists unexpectedly discover stress-resistant stem cells in adipose tissue
Ученые кафедры акушерства и гинекологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (University of California, Los Angeles, UCLA) выделили популяцию устойчивых к клеточному стрессу человеческих плюрипотентных стволовых клеток, способных дифференцироваться практически в любой тип клеток организма без генетической модификации. Популяция находится в жировой ткани и легкодоступна.
Клетки, названные мультилинейными стрессоустойчивыми стволовыми клетками жировой ткани (Multi-lineage Stress-Enduring stem cells from adipose tissue, Muse-AT stem cells), были обнаружены благодаря «счастливому» случаю – поломке лабораторного оборудования, погубившей все экспериментальные стволовые клетки за исключением Muse-AT-клеток. Как выяснилось в ходе дальнейших экспериментов, Muse-AT-клетки не только способны выжить в условиях сильнейшего стресса, но и активируются им. Результаты двухлетнего исследования американских ученых опубликованы в рецензируемом научном журнале PLoS ONE (Awakened by Cellular Stress: Isolation and Characterization of a Novel Population of Pluripotent Stem Cells Derived from Human Adipose Tissue).
Выделенные из удаленной при липосакции жировой ткани плюрипотентные Muse-AT-клетки экспрессируют многие маркеры эмбриональных стволовых клеток и способны дифференцироваться в клетки мышц, кости, жира, кардиомиоциты, нейроны и гепатоциты. Генетические характеристики клеток, дифференцированных из Muse-AT, подтверждают их специализированные функции, а также способность к регенерации тканей при трансплантации после «пробуждения» стрессом (фото: UCLA).
Плюрипотентные клетки, выделенные из жировой ткани, удаленной во время липосакции, экспрессируют многие маркеры эмбриональных стволовых клеток и способны дифференцироваться в клетки мышечной, костной и жировой ткани, кардиомиоциты, нейроны и гепатоциты.
«Эта популяция клеток жировой ткани находится в состоянии покоя до тех пор, пока не подвергнется воздействию очень жестких условий. Эти клетки обладают способностью к выживанию в условиях, в которых обычно могут жить только раковые клетки», – говорит старший автор статьи Грегорио Чазенбалк (Gregorio Chazenbalk), PhD, младший научный сотрудник кафедры акушерства и гинекологии UCLA. «После углубленного изучения и клинических испытаний они могут стать основой революционного метода лечения многих заболеваний, в том числе болезней сердца и инсульта, а также восстановления поврежденных нервов и других тканей».
Очистка и выделение Muse-AT-клеток не требует использования клеточных сортеров или других специализированных высокотехнологичных устройств. Они способны расти либо в суспензии, образуя клеточные сферы, либо прикрепленными к субстрату. В последнем случае образуются клеточные агрегаты очень похожие на формирующиеся из человеческих эмбриональных стволовых клеток эмбриоидные тельца.
«Мы смогли выделить эти клетки, используя простой и эффективный метод. С момента получения жировой ткани на всю процедуру требуется около шести часов», – продолжает доктор Чазенбалк, научный сотрудник Центра регенеративной медицины и изучения стволовых клеток Эли и Эдит Бродов (Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research). «Это исследование предлагает новый интересный источник стволовых клеток жировой ткани с плюрипотентными свойствами, а также новый способ их быстрого выделения. Кроме того, эти клетки, по-видимому, более примитивны, чем обычные жировые стволовые клетки, что делает их потенциально более пригодным источником для использования в регенеративной медицине».
В настоящее время двумя основными источниками плюрипотентных клеток являются эмбриональные стволовые клетки и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки – клетки кожи, трансформированные в клетки, близкие к эмбриональным. Однако клетки обоих этих типов могут проявлять неконтролируемую способность к дифференциации и пролиферации, что приводит к образованию нежелательных опухолей – так называемых тератом. По словам доктора Чазенбалка, значимого прогресса в решении этой проблемы пока не достигнуто.
Muse-клетки первоначально были открыты группой из Университета Токоху (University Tokohu), Япония, и были получены не из жира, а из костного мозга и кожи. На животных моделях японские ученые показали, что Muse-клетки не образуют тератом. Чтобы подтвердить, что и выделенная в UCLA популяция Muse-AT-клеток позволяет избежать образования этих опухолей, необходимы дальнейшие исследования.
Схема выделения и активации клеточным стрессом Muse-AT-клеток (А). Muse-AT-клетки могут расти в суспензии, образуя как сферы, или кластеры, клеток, так и отдельные клетки (показаны красными стрелками) (С), а также прикрепляться к подложке и образовывать клеточные агрегаты (D). И в том и в другом случае Muse-AT-клетка достигает диаметра около 10 мкм, а клеточные кластеры – 50 мкм, что сопоставимо с размерами стволовых клеток, способных к пролиферации (рис. PLoS ONE).
По мнению доктора Чазенбалка, помимо потенциального практического использования в качестве источника стволовых клеток в регенеративной медицине Muse-AT-клетки углубят наше понимание раковых клеток – единственного другого типа клеток, демонстрирующего такую высокую устойчивость к стрессу.
В ближайшем будущем Чазенбалк и его коллеги планируют провести эксперименты с Muse-AT-клетками по регенерации поврежденных или дисфункциональных тканей на животных моделях и исследовать, насколько эффективно они растут и выполняют свои функции в живом организме. Это даст возможность оценить их клинический потенциал.
По мнению Чазенбалка и его коллег, так как липоаспирация является безопасной и неинвазивной процедурой, а для выделения Muse-AT-клеток требуется простая и одновременно очень эффективная технология очистки, они могут стать идеальным источником плюрипотентных, близких к стволовым, клеток и оказать решающее влияние на развитие регенеративной медицины.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
11.06.2013