Обнаружены стволовые клетки, способные перерождаться в клетки хрящевой и костной ткани

Исследователи из Стэндфорского университета выделили стволовые клетки в организме мышей, из которых развиваются клетки костной и хрящевой ткани, а также основы костного мозга - стромы.

Ученые также выявили химические сигналы, которые способствуют перерождению стволовых клеток в клетки определенных тканей. Это открытие подготавливают почву для разработки методов лечения разнообразных заболеваний и травм опорно-двигательного аппарата, включая патологии, связанные с хрупкостью костей, повреждением хрящевой ткани. Потенциально открытие может способствовать разработке эффективных методов лечения остеосаркомы и перелома костей. Статья авторов научной работы опубликована в журнале Cell («Клетка»).

Часто хирурги-ортопеды сталкиваются с необходимостью ремонта порванного хряща. Однако эта задача трудновыполнима, поскольку поврежденный хрящ плохо заживает, а в дальнейшем нехватка хрящевой ткани приводит к развитию у пациентов артрита.

Настоящее исследование открывает возможности для создания новых скелетных структур с использованием собственных стволовых клеток пациента. Из таких стволовых клеток медики смогут выращивать новый хрящ.

Исследователи сосредоточили свое внимание на группах клеток, которые расположены на концах костей и способны к быстрому делению. Как показало исследование на мышах, эти клетки могут образовывать все структурные элементы костей: саму кость, хрящ и строму - губчатую ткань, локализованную в центральной части кости. Ученые определили один тип клеток, которые могли бы сами по себе образовывать все эти составляющие элементы костей.

Затем авторы стали отслеживать, как именно стволовые клетки превращались в промежуточные клетки-предшественники, а затем дифференцировались в клетки определенных «скелетных» тканей.

Эта работа позволила понять, какие именно генетические переключатели участвуют в данных процессах и приводят к появлению узкоспециализированных клеток. Используя имеющуюся информацию, исследователи смогли обнаружить факторы, которые влияют на перерождение скелетных стволовых клеток в  стромальные, костные и хрящевые клетки.

Если сделанное открытие подтвердится и в исследованиях с участием людей, то тогда будет найден способ восстановления поврежденного хряща, костей и костного мозга.

Ученые не только выяснили, как можно создавать клетки скелета из скелетных стволовых клеток, но также и открыли возможность перепрограммирования зрелых жировых или мышечных клеток в скелетные стволовые клетки путем применения определенных сигналов. Настоящее открытие может быть использовано для разработки новых методов лечения.

К примеру, сейчас при потере значительной части кости конечности или челюстных костей у пациента берут ткани из здоровой кости, а затем помещают их в нужное место, «подключая» к кровоснабжению. Но если по ряду причин нет возможности использовать собственную костную ткань, то восстановить поврежденные участки крайне проблематично. Новое открытие позволит в перспективе использовать собственные жировые клетки, которые после определенного воздействия будут превращаться в клетки костной ткани, причем именно в том месте, где это необходимо.

Количество столовых клеток с возрастом резко уменьшается, поэтому переломы костей у пожилых людей заживают медленнее, а зубные импланты приживаются плохо. Все это объясняется тем, что новая кость не может расти так легко, как в молодости. Однако, перепрограммируя жировые клетки в теле пациента во время операции, врачи могли бы ввести необходимые стволовые клетки в организм непосредственно во время хирургического вмешательства.

Теперь, когда ученые успешно раскрыли механизм превращений скелетных стволовых клеток у мышей, они намерены перейти к исследованиям с участием людей. В новом исследовании авторы хотят декодировать химический язык, с помощью которого скелетные стволовые клетки превращаются в клетки определенных тканей. Скорее всего, данные процессы в организме людей очень схожи с теми, что были выявлены при исследовании мышей, т.к. многие основные гены скелетной системы у обоих видов одинаковы. Ранее, в одном из исследований было подтверждено, что гены мыши и человека совпадают примерно на 80%.

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

Также стоит почитать: