Новые перспективы индуцированных плюрипотентных стволовых клеток
Эндотелиальные клетки сосудов, полученные из ИПСК,
открывают новые возможности в лечении атеросклероза
LifeSciencesToday по материалам Harvard Stem Cell Institute:
Take-Home Dialysis Machines? Novel Drugs for Atherosclerosis? The New Potential of Patient-Specific Blood Vessel Cells
Выращенный из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток эндотелий сосудов (фото: Garcia-Cardena).
Из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток ученые Гарвардского института стволовых клеток (Harvard Stem Cell Institute) вырастили клетки, выстилающие внутреннюю поверхность кровеносных сосудов – так называемые эндотелиальные клетки сосудов – и получили большое количество информации об их функциях. Используя уникальный подход, исследователи индуцировали дифференцировку клеток в разные функциональные фенотипы путем воздействия на поверхность полученного из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) эндотелия механической силой, имитирующей особенности тока крови в разных отделах сосудистого русла. Например, клетки, «чувствовавшие» более сильный «ток», стали клетками артерий, а те, что были подвергнуты воздействию более слабого «тока», – клетками вен.
«Особенно нас обрадовало то, что эти клетки в основном отвечают на биомеханические сигналы», – говорит руководитель исследования Гильермо Гарсия-Карденья (Guillermo Garcia-Cardena), PhD. «Подвергая клетки воздействию потока, способствующего образованию атеросклеротических бляшек, мы можем направить их дифференцировку в клетки поврежденных заболеваниями, например, атеросклерозом, областей сердечно-сосудистой системы».
Доктор Гарсия-Карденья уже использует полученные из человеческих ИПСК эндотелиальные клетки сосудов для моделирования образования артериальных бляшек и занимается поиском потенциальных препаратов, которые могли бы предотвратить этот процесс.
В дополнение к характерным молекулярным и структурным особенностям клеток эндотелия, эндотелиальные клетки сосудов, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК-ЭК), демонстрируют фенотипическую пластичность, что позволяет им опосредовать трансмиграцию лейкоцитов и поддерживать динамический барьер. Кроме того, различными биомеханическими или фармакологическими раздражителями развитие ИПСК-ЭК может быть направлено в сторону либо предрасположенного к образованию атеросклеротических бляшек, либо атеропротекторного фенотипов. В целом ИПСК-ЭК сохраняют спектр физиологических функций эндотелия и обладают релевантной фенотипической пластичностью для изучения важных особенностей сердечно-сосудистой патофизиологии конкретного пациента (Stem Cell Reports).
Он и его коллеги установили, что полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человеческие эндотелиальные клетки сосудов сохраняют способность выполнять три важнейшие функции зрелого эндотелия – стимулировать развитие воспалительных реакций и предотвращать утечку крови из кровеносных сосудов и образование тромбов.
Работа доктора Гарсия-Карденья, опубликованная в журнале Stem Cell Reports (Adams et al. Functional Vascular Endothelium Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells), имеет еще одно перспективное практическое приложение: ее результаты указывают на потенциальную возможность снизить дозы гепарина, а возможно и полностью снять необходимость его назначения, при проведении почечного диализа и лечении легочной недостаточности, делая то и другое значительно безопаснее.
Традиционно находящимся на диализе пациентам вводится гепарин – мощный препарат, предотвращающий свертывание крови при ее прохождении через диализный аппарат. В то время как гепарин достаточно эффективно предотвращает образование тромбов, его применение чревато развитием внутренних кровотечений. Кроме того, он обладает антипластическими свойствами.
«Выращенные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток эндотелиальные клетки прекрасно функционируют в качестве антикоагулирующей поверхности», – комментирует Гарсия-Карденья, адъюнкт-профессор патологии Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School) и Женской больницы Бригема (Brigham and Women's Hospital). «В будущем мы сможем взять образец ткани пациента, получить ИПСК, а затем покрыть экстракорпоральное устройство собственными эндотелиальными клетками пациента. С таким устройством он сможет уйти домой, так как больше не будет нуждаться в регулярных инъекциях гепарина».
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
26.08.2013