Хрящ из кожи
Из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток получена хрящевая ткань
LifeSciencesToday по материалам Duke University Medical Center:
Duke researchers engineer cartilage from pluripotent stem cells
Группа ученых Медицинского центра Университета Дьюка вырастила хрящевую ткань из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSCs) мыши. Полученные хондроциты пригодны как для устранения дефектов хряща, так и для изучения остеоартрита. Об этом достижении, подтверждающем, что индуцированные плюрипотентные стволовые клетки вполне пригодны для выращивания суставных хрящей из собственных тканей пациента, сообщается онлайн в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (Diekman et al., Cartilage tissue engineering using differentiated and purified induced pluripotent stem cells).
«Метод получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток – достижение, за которое в этом году удостоен Нобелевской премии Шинья Яманака из Киотского университета – предусматривает такое преобразование взрослых стволовых клеток, что они приобретают свойства эмбриональных стволовых клеток», – говорит руководитель исследования Фаршид Гилак (Farshid Guilak), PhD, профессор ортопедической хирургии Университета Дьюка.
«Взрослые стволовые клетки ограничены в своих возможностях, а использование эмбриональных стволовых клеток связано с этическими вопросами», -- продолжает профессор Гилак. «То, что на мышиной модели показано в этом исследовании, – это возможность создавать неограниченное количество стволовых клеток, которые можно преобразовать в любой тип ткани – в данном случае в хрящ, который лишен способности к самостоятельной регенерации».
Суставной хрящ – амортизатор суставов. Это ткань, которая позволяет ходить, подниматься по лестнице, прыгать и заниматься повседневной работой, не испытывая боли. Но обычный износ или травмы снижают ее функциональность и приводят к развитию остеоартрита. Так как суставной хрящ практически неспособен к регенерации, повреждения и остеоартрит являются ведущими причинами заболеваний суставов у людей пожилого возраста, при которых врачи и пациенты часто сталкиваются с необходимостью замены сустава.
Группа под руководством Брайана Дикмана (Brian Diekman), PhD, прибегла к самым современным технологиям, которые сделали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки перспективной альтернативой другим методам тканевой инженерии. Эти методы основаны на преобразовании взрослых стволовых клеток, полученных из костного мозга или жировой ткани.
Одной из проблем, которые стремились решить исследователи, было получение одинаково дифференцированной популяции хондроцитов – клеток, составляющих хрящ и синтезирующих коллаген, – и отсечение других типов клеток, которые способны образовать индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.
Для этого они индуцировали дифференциацию в хондроциты iPSCs, полученных из взрослых фибробластов мыши путем обработки культур ростовой средой. Кроме того, эти клетки экспрессировали зеленый флуоресцентный белок только тогда, когда успешно дифференцировались в хондроциты. Теперь светящиеся зеленым хондроциты можно было легко идентифицировать и отсортировать от нежелательных клеток.
Освещая хондрогенез: мышиные индуцированные плюрипотентные стволовые клетки в процессе хондрогенеза.
Под контролем специфического промоутера хондроцитов в дополнение к коллагену II типа (красный) зеленый флуоресцентный белок экспрессируют F-актин (пурпурный) и ядра (синие) дифференцированных клеток.
Ученые использовали сортировку клеток для получения тканеинженерного хряща для потенциального использования в лечении дефектов хряща и разработки новых препаратов для лечения остеоартрита.
Фото: Brian Diekman and Johannah Sanchez-Adams
Полученные хондроциты вырабатывали большое количество компонентов хряща, в том числе коллагена, и демонстрировали характерную для натуральной хрящевой ткани жесткость. Это означает, что они хорошо справятся с задачей исправления дефектов хряща в организме.
«Мы использовали многоступенчатый подход с начальной дифференциацией, последующей сортировкой и переходом к созданию ткани», – говорит доктор Дикман. «Что мы доказали, это возможность использования iPSCs для получения высококачественного хряща, пригодного как для замены ткани, так и для изучения заболеваний и возможных методов их лечения».
На следующем этапе исследования ученые планируют протестировать этот метод создания хряща на человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клетках.
«Преимуществом данного метода является то, что мы можем непрерывно получать хрящ in vitro», – заключает профессор Гилак. «В дополнение к клеточной терапии iPSC-метод делает возможным создание клеточных и тканевых моделей, специфичных для конкретного пациента, которые могут быть использованы для скрининга лекарственных препаратов для лечения остеоартрита, средств излечения которого или эффективных методов терапии, способных остановить потерю хряща, сегодня не существует».
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
01.11.2012