Новая методика позволяет долгосрочное культивирование взрослых стволовых клеток

Исследователи из Массачусетской больницы общего профиля (MGH) разработали процедуру, которая может революционизировать культивирование взрослых стволовых клеток. Метод позволяет генерировать и расширять популяции стволовых клеток дыхательных путей из образцов тканей, собранных во время рутинных процедур лечения заболеваний лёгких. Подход также применим к другим типам тканей, включая кожу и слизистые оболочки желудочно-кишечного и репродуктивного трактов.

Суть метода: ингибирование сигнального пути SMAD

Многие гипотезы объясняли ограниченную способность поддерживать стволовые клетки в культуре, включая потерю теломер и клеточное старение. Команда сфокусировалась на клеточном сигнальном пути, регулирующем рост и критический процесс дифференцировки (когда клетки становятся более специализированными). Этот путь активируется белками, такими как TGF-β и костный морфогенетический белок (BMP), и передаёт сигналы в ядро через внутриклеточные белки SMAD.

Эксперименты показали, что TGF-β/BMP и SMAD-сигнализация активны в дифференцированных клетках, но не в взрослых стволовых клетках. Блокирование SMAD-сигнализации предотвращало дифференцировку стволовых клеток дыхательных путей мышей. Блокирование обоих путей — TGF-β и BMP — позволило расширить популяцию взрослых стволовых клеток дыхательных путей на многие поколения.

Практические результаты и перспективы

Учёные смогли получить человеческие стволовые клетки дыхательных путей из образцов, взятых во время бронхоскопии. Более того, им удалось генерировать и поддерживать такие клетки из некоторых образцов мокроты (жидкости, выделяемой из дыхательных путей при кашле).

"Если бы мы могли находить способы получать с образцами кашля больше стволовых клеток, наша методика стала бы наименее инвазивным способом получить стволовые клетки любого органа", — говорит старший автор работы Джаярадж Раджагопал (MGH, Гарвардский институт стволовых клеток).

Методология также работает для тканей кожи, пищевода и молочных желёз. Это открывает возможности для:

• Улучшенного моделирования болезней (мышь — плохая модель для многих лёгочных заболеваний человека).
• Скрининга потенциальных лекарств на клетках, полученных от конкретных пациентов.
• Создания человеческих клеточных моделей "нокаута/нокаина" с использованием технологии редактирования генов CRISPR-Cas9.
• Повышения безопасности клеточной терапии за счёт устранения риска загрязнения мышиными клетками, которые традиционно используются для поддержки культур.

Следующие шаги

Хотя новая процедура поддерживает функцию стволовых клеток в течение многих поколений, со временем они начинают deteriorать. Снижение или устранение этой потери функции — важная следующая цель. Исследователи планируют изучить, является ли проблема генетической или эпигенетической.