Hi-Tech

Ученые впервые идентифицировали человеческие костные стволовые клетки

В ходе экспериментов исследователи вырастили из этих стволовых клеток кости в лабораторных мышах. Восстановление тканей костей и суставов при травмах, а также лечение остеопороза может стать более быстрым и простым процессом, благодаря команде Стэнфордского университета, обнаружившей новый вид человеческих стволовых клеток, из которых получаются клетки костей, хрящей и других тканей, составляющих наш скелет. Об открытии ученых сообщает журнал Cell.

В рамках более ранних исследований в организмах мышей были обнаружены так называемые мезенхимальные стволовые клетки. Ученые по всему миру долгое время занимались поиском скелетных стволовых клеток человека. Другими словами, мезенхимальные стволовые клетки оказались универсальной основой для формирования других видов клеток. Со временем они превращаются в клетки кости и хряща, а также жировой, мышечной и соединительной тканей.

Ученые все никак не могли определить клетки, которые лежат в основе исключительно скелетной ткани. Тем не менее основная задача оставалась нерешенной. Речь идет о лабораторных мышах, генетически спроектированных таким образом, чтобы имеющиеся у них различные типы стволовых клеток имели разные цвета. Некоторая надежда появилась 2015 году, когда команда Майкла Лонгакера из Стэнфордского университета изучала мезенхимальные стволовые клетки мышей. Далее, определив определили гены в этих стволовых клетках, ученые выявили их генетическую сигнатуру (подпись). Такая особенность давала ученым возможность вести точный мониторинг того, из каких именно типов клеток формируется костная ткань.

По словам Лонгакер, сложность заключается в том, что нет подходящей возможности подсветить различные типы клеток в организме человека. Несмотря на успех с мышами, ученые долгое время не могли добиться схожих результатов с человеческими скелетными стволовыми клетками.

При пересадке в мышь, человеческие скелетные стволовые клетки произвели костные клетки (отмечены желтым), хрящевые (синим) и клетки губчатой кости (красным)

С помощью этих клеток исследователи искали в хрящевой пластинке роста сходную со стволовыми клетками мышей генетическую подпись. Далее ученые взяли в разработку эмбриональные человеческие клетки с костными тканями. Поместив их в чашку Петри, ученые стали следить, как из них формируется новая костная и хрящевая ткань. И как оказалось, сходной сигнатурой обладают фетальные стволовые клетки.

В этих тканях специалисты нашли все те же клетки с той же генетической подписью. Для подтверждения открытия, ученые использовали фрагменты костной ткани, полученной во время операции тазобедренного и коленного суставов у одного из пациентов местной больницы. Наблюдение показало, что клетки действительно формируют новую костную и хрящевую ткань и при этом не формируют жировую, мышечную и другие, что говорит о том, что перед учеными находятся именно костные стволовые клетки. Их тоже поместили в чашки Петри.

«Эти клетки оказались истинными скелетными стволовыми клетками», — комментирует Лонгакер.

Для эффективности роста эти клетки поместили в сосуд с соединениями, стимулирующими рост костной ткани, а также витаминами. Для надежного способа производства большого количества этих клеток специалисты культивировали генетически модифицированные индуцированные плюрипотентные (их можно «программировать» на переход в любой другой вид клеток). Опять же, эти клетки дали «урожай» в виде костной и хрящевой ткани.

В исследовании говорится, что неожиданный потенциал в качестве источника скелетных стволовых клеток продемонстрировал также липосакционный жир.

Ученые отмечают, что до практического применения открытой технологии производства скелетных стволовых клеток еще далеко, однако в будущем подобные клетки можно будет использовать для лечения поврежденных костей и суставов, а также различных дегенеративных скелетных заболеваний, например, остеопороза, поскольку данные клетки обладают исключительным регенеративным потенциалом.

«В течение многих лет велись споры об истинных скелетных стволовых клетках человека», — комментирует биолог Ричард Ореффо из Саутгемптонского университета, занимающийся изучением стволовых клеток.

«Еще очень многое предстоит сделать, но это гигантский шаг вперед», — отмечает Ореффо.

Обсудить открытие ученых можно в нашем Telegram-чате.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть