В новом исследовании, опубликованном в научном журнале Nature Communications, ученые с Медицинского факультета Университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University School of Medicine) разработали человеческие сосудистые клетки-предшественники, изготовленные из выращенных в лаборатории стволовых клеток.
Актуальность проблемы
Диабетическая ретинопатия является основной причиной слепоты у взрослых. К 2050 году, по оценкам исследователей США, около 14,6 миллионов американцев будут страдать ретинопатией, которая приводит к аномальному росту кровеносных сосудов в сетчатке.
Материалы и методы обследования
Для исследования ученые начали свои эксперименты с фибробластом — клеткой соединительной ткани — взятой у человека с диабетом 1 типа. Перепрограммированные фибробласты функционируют как стволовые клетки, способные давать начало всем тканям организма, включая кровеносные сосуды. Ученые перепрограммировали стволовые клетки фибробластов, чтобы вернуть их в состояние, которое является даже более примитивным, чем состояние обычных индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток. Перепрограммированные фибробласты стали схожи с эмбриональными клетками 6 дней после оплодотворения.
Исследователи использовали смесь из двух препаратов для перепрограммирования стволовых клеток: ингибитор GSK3β CHIR99021, который блокирует накопление углеводов в клетках, и ингибитор MEK PD0325901, экспериментальный противораковый препарат, который может блокировать рост раковых клеток. Ученые также изучили потенциал третьего препарата, ингибитора PARP — популярного противоопухолевого препарата, используемого для лечения различных видов рака, включая рак яичников и молочной железы.
Результаты научной работы
«Результаты нашего исследования приближают нас к более широкому использованию стволовых клеток в регенеративной медицине, чтобы заставить эти клетки дифференцироваться и избежать раковых заболеваний», — объясняет автор исследования Элиас Замбидис (Elias Zambidis).
Ученые обнаружили, что в комплексе ингибиторы MEK, GSK3β и PARP могут настраивать биологические часы клеток. Ученые назвали эту комбинацию коктейль 3i в честь трех ингибиторов в его составе. В новом исследовании ученые отслеживали молекулярный профиль перепрограммированных стволовых клеток, включая измерения белков, таких как NANOG, NR5A2, DPPA3 и E-кадгерин, которые управляют дифференцировкой клеток. Этот профиль выглядел сходным с таковым, обнаруженным в так называемых наивных эпибластных клетках, примитивных клетках, составляющих примерно шестидневный эмбрион человека. Ученые также обнаружили, что стволовые клетки, перепрограммированные с помощью комбинированного лекарственного вещества 3i, не приводили к аномальным изменениям эпигенетики.
Ученые обнаружили, что сосудистые предшественники мигрировали в самый внутренний слой ткани сетчатки с более высокой эффективностью. Сосудистые клетки прижились в сетчатке в течение четырехнедельного исследования.
Авторы другого исследования заявили, что разработана технология визуализации сетчатки в ранней диагностике болезни Альцгеймера.
