Управление "биологическими часами" может увеличить производство кроветворных стволовых клеток в лаборатории
Новое исследование под руководством Ракель Эспин Паласон и Клайда Кэмпбелла из Университета штата Айова показывает, что контроль времени активации воспалительных сигналов может значительно увеличить количество производимых в лаборатории кроветворных стволовых клеток.
Ключевая роль воспалительных сигналов
Ранее было установлено, что для образования кроветворных стволовых клеток в эмбрионе необходим сигнальный путь NF-kB, который запускает воспалительные реакции. Новое исследование, опубликованное 6 сентября в Nature Communications, фокусируется на временном контроле этих сигналов после их первоначальной активации.
Используя генетически модифицированных рыбок данио-рерио с флуоресцентными репортерными генами, учёные обнаружили, что сигнализация NF-kB активируется двумя волнами:
- Первая волна подготавливает клетки сосудов эмбриона к превращению в стволовые.
- Вторая волна заставляет новообразованные стволовые клетки отделиться от сосудов и вступить в работу.
Неожиданное открытие
Исследователи обнаружили, что если задержать вторую волну сигнализации, стволовые клетки продолжают активно размножаться (пролиферировать), вместо того чтобы мигрировать.
"Я был первым, кто увидел это в микроскоп, и я чуть не упал со стула. Я ожидал увидеть, может быть, восемь стволовых клеток, а вместо этого увидел сотни", — сказал Клайд Кэмпбелл.
Значение для регенеративной медицины
Это открытие может революционизировать методы лабораторного производства кроветворных стволовых клеток из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC). Такие клетки потенциально могут заменить трансплантацию костного мозга для лечения лейкемии, лимфомы и анемии.
Коллеги из Детской больницы Филадельфии подтвердили, что аналогичные временные паттерны сигнализации NF-kB наблюдаются и в экспериментах с человеческими клетками.
Перспективы
Исследователи планируют:
- Оптимизировать протоколы создания кроветворных стволовых клеток с учётом новых данных о временном контроле сигналов.
- Изучить применимость открытия к другим типам стволовых клеток, процессу старения и персонализированной иммунотерапии рака.
В Университете штата Айова к концу года откроется новая лаборатория для культивирования клеток, которая позволит проводить исследования iPSC на месте.
"Воспалительные сети необходимы для начала жизни, они поддерживают нас, борясь с инфекциями, и, в конце концов, могут стать причиной нашей гибели", — отметил Кэмпбелл.