Исследователи клиники Мэйо безопасно трансплантировали предварительно запрограммированные эмбриональные стволовые клетки сердца в больное сердце мышей, успешно регенерирующих инфарктную сердечную мышцу, не ускоряя рост раковой опухоли, что до сих пор препятствовало успешному внедрению в практику исследований эмбриональных стволовых клеток.
Исследование Мэйо – первый известный отчет, устанавливающий успешный, устойчивый к опухолям подход к выращиванию новой сердечной ткани из источника эмбриональных стволовых клеток. Исследование опубликовано в февральском номере журнала экспериментальной медицины.
Эмбриональные стволовые клетки могут стать клетками любого типа в организме. Но направление стволовых клеток на регенерацию целевой ткани – это процесс, который еще не доведен до совершенства. Ученые продолжают внимательно изучать стратегии стволовых клеток, чтобы разработать еще более безопасные и эффективные методы лечения болезней.
«Эмбриональные стволовые клетки похожи на истребитель-невидимку, который летает практически незаметно для радаров», – говорит первый автор исследования Атта Бехфар, М.D., Ph.D., научный сотрудник-клиницист-исследователь Высшей школы медицины Мэйо. «Организм-хозяин не распознает эмбриональные стволовые клетки, что позволяет им беспрепятственно размножаться.”
Исследование Мэйо является первым известным отчетом об успешной стратегии программирования эмбриональных стволовых клеток для подавления раковых генов, их созревания в клетки сердца (также известные как кардиомиоциты) и успешного восстановления поврежденного сердца, не вызывая развития опухолей. Исследование устраняет серьезное препятствие на пути преобразования регенеративных технологий в разработку новых методов лечения людей с сердечными заболеваниями.
«Эмбриональные стволовые клетки обладают непревзойденным потенциалом к восстановлению, но было неясно, сможем ли мы заставить их безопасно регенерировать ткань, которую мы хотели бы заменить», – говорит Андре Терзич, штат Массачусетс.D., Ph.D., специалист по стволовым клеткам и ведущий исследователь исследования. «Наша цель состояла в том, чтобы восстановить сердечную мышцу, избегая ограничений, присущих эмбриональным стволовым клеткам, i.е., потенциальный рост опухоли.
«В этом исследовании мы успешно запрограммировали эмбриональные стволовые клетки для безопасного создания новой ткани сердечной мышцы, что потенциально привело к новой терапии», – сказал доктор. Терзич говорит.
Изучение
Исследователи трансплантировали эмбриональные стволовые клетки мыши в инфарктное сердце мышей. В соответствии с риском неконтролируемого роста у значительного числа сердец мышей-реципиентов развились опухоли. Чтобы избежать образования опухоли, исследователи обеспечили управляемую дифференцировку стволовых клеток для производства кардиопоэтических клеток или предшественников клеток сердца, а не клеток любого типа. Доказано, что лечение кардиопоэтическими клетками не приводит к развитию рака. Восстановление сердца без опухолей произошло у всех обработанных мышей. Через два месяца после трансплантации кардиопоэтических стволовых клеток ученые сообщили о 35-процентном улучшении выработки в обработанных сердцах.
Угроза роста опухоли, связанная с трансплантацией эмбриональных стволовых клеток, была устранена путем ограничения экспрессии онкогенов и генов плюрипотентности посредством трансгенных манипуляций с фактором некроза опухоли альфа (TNFa), белком репрограммирования генома. Исследователи обнаружили, что сверхэкспрессия TNFα способствует управляемому контролю сердечных эмбриональных стволовых клеток, чтобы управлять процессом кардиогенеза.
Исследователи обнаружили около 15 белков, производство которых резко увеличилось после стимуляции TNFa. Эти белки, объединенные в «коктейль», обеспечивали управляемую дифференцировку эмбриональных стволовых клеток с образованием сердечных предшественников, называемых кардиопоэтическими клетками. Такие управляемые клетки-предшественники сердца не образуют опухолей, даже несмотря на то, что они были трансплантированы в дозах, которые в противном случае несли бы высокий риск туморогенеза с эмбриональными стволовыми клетками.
«Наша цель – применить эти результаты к взрослым стволовым клеткам, а на следующем этапе создать первые стволовые клетки кардиопрогенитора человека в качестве инструмента для лечения в будущем», – сказал доктор. Терзич говорит.
Источник: Mayo Clinic