Выращивание хрящевой ткани из стволовых клеток пациента

Ученые из Ученые из Duke University Medical Center и Pratt School of Engineering researchers открыли новый фактор роста, значительно облегчающий получение хряща из стволовых клеток, выделенных из человеческой жировой ткани.

Найти такие факторы роста – ключевой момент в тканевой инженерии, поскольку для клинического применения необходимо, чтобы нужные клетки росли быстро и в больших количествах.

В данном исследовании стволовые клетки (СК) были выделены из жировой ткани, полученной при липосакции. Эти клетки культивировали, добавляя в среду смесь из различных факторов роста, чтобы стимулировать их дифференцировку в клетки хряща.

Исследователи впервые использовали фактор роста, который называется морфогенетический белок кости 6 (bone morphogenetic protein 6 (BMP-6)), в норме регулирующий процесс оссификации (окостенения) мягких головок длинных костей, соприкасающихся с хрящевой тканью в суставах. Было обнаружено, что при добавлении в среду BMP-6 значительно увеличивается продукция клетками двух важных биохимических маркеров хрящевой ткани. Экспрессия компонента суставного хряща агрекана возрастала в 205 раз, а экспрессия специфичного для хрящевой ткани типа коллагена – в 38 раз.

Результаты этого исследования могут быть положены в основу метода выращивания хрящевой ткани для лечения болезней и травм суставов. Один из возможных подходов – получение стволовых клеток пациента и выращивание из них нужного количества хрящевых клеток, которые затем будут введены в место повреждения.

Другая стратегия предполагает генетическую модификацию СК пациента – встраивание в них гена, регулирующего продукцию BMP-6. Введенные в место повреждения, такие клетки будут стимулировать регенерацию хрящевой ткани.

Повреждения хряща с трудом поддаются лечению, вследствие недостаточной иннервации и недостаточного снабжения этой ткани кровью и лимфой, а также ограниченной способности к восстановлению. Современные методы лечения, такие как микропереломы или трансплантация хряща, недостаточно эффективны.

Ученые из Duke University в последние пять лет разрабатывали новый подход – они выращивали стволовые клетки, добавляя в культуральную среду различные питательные вещества, витамины и факторы роста. Таким образом им удалось добиться направленной дифференцировки СК в нервные, хрящевые и костные клетки.

В последней серии экспериментов в культуральную среду с BMP-6 помещали еще микросферы из альгината, которые играли роль трехмерной подложки, способствующей дифференцировке клеток в хрящевую ткань.

Еще одним интересным открытием ученых из Duke University стало то, что выделенные ими из жировой ткани СК значительно отличаются от мезенхимальных СК, выделенных из костного мозга. Последние при добавлении в культуральную среду BMP-6 дифференцируются в клетки костной, а не хрящевой ткани.

Ученые считают, что дальнейшие исследования позволят еще больше увеличить эффективность дифференцировки СК в клетки хрящевой ткани. Особенное достоинство предлагаемого ими метода лечения болезней суставов состоит в том, что будут использоваться собственные клетки пациента, а значит, можно не беспокоиться об опасности отторжения или переноса инфекции.

По материалам EurekAlert!

Источник: Cmbt.su