Создание костей и хряща из эмбриональных стволовых клеток

Ученые из Научного центра здоровья в Хьюстоне Техасского Университета (UTHealth), Университета Монаш и Центра развития биологии RIKEN использовали комбинацию малых молекул для формирования клеток, способных образовывать кости и хрящ. Этот новый метод пока апробирован на мышах, но в дальнейшем его можно будет легко использовать для производства необходимых био-компонентов в больших масштабах. Следовательно, данный способ является перспективным для применения в клинической практике с целью ремонта костей и замещения дефектов хряща человека.  Результаты исследования опубликованы в последнем номере журнала Development.

В настоящее время для регенерации (восстановления) костной ткани и хрящей используются взрослые стволовые клетки, которые привержены к формированию именно таких тканей. Однако эта стратегия применяется с ограниченным успехом. Команда ученых во главе с доктором Наоки Накаяма, использовала другой подход, предпочитая работать с плюрипотентными стволовыми клетками, полученными из эмбрионов мыши на ранних этапах развития зародыша. У этих клеток имеется потенциал в дальнейшем сформироваться в любой тип клеток. Эти эмбриональные стволовые клетки подвергали воздействию небольших молекул, которые побуждали их становиться клетками, способными к образованию хряща (хондроциты), а потом и кости.

Проверенная технология, используемая сегодня, заключается в том, что на стволовые клетки оказывают воздействие белками, которые и дают начало развитию функциональных клеток, представляющих интерес для медицины. Белки воздействуют на клетки-мишени посредством несколько механизмов. Однако не каждый из данных механизмов обязательно помогает достичь искомой цели - генерации хондроцитов. При этом белки, используемые для стимуляции стволовых клеток, нестабильны и обходятся дорого. А ведь именно высокая стоимость является одним из существенных препятствий, ограничивающих разработку решений, которые могли бы повсеместно использоваться в клинической практике.

Малые молекулы, в отличие от белков, как правило, более стабильны в культуре клеток. К тому же они стоят недорого и их можно производить в больших масштабах. Кроме того, у таких молекул есть конкретный механизм работы, который способствует более точной активации стволовых клеток.

Использование эмбриональных стволовых клеток и специальных малых молекул позволило команде ученых генерировать клетки, которые по своей сути являются прекурсорми (предшественниками) хондроцитов, т.е. клеток, способных формировать ткани позвоночника и межпозвоночных дисков. Такой хрящ был пересажен в организм мышей, и там он смог сформировать костную ткань.

В дальнейшем данная стратегия может быть внедрена в клиническую практику для ремонта дефектов костей или хряща, поскольку технология позволяет создавать большое количество предшественников хондроцитов, необходимых для формирования хрящевой ткани. 

Автор материала Елена Васильева, врач общей практики специально для Spinet.ru

Также стоит почитать: