Учёные раскрыли тайну хрупкости эмбриональных стволовых клеток

Учёные из Института Скриппса решили загадку, почему человеческие эмбриональные стволовые клетки так сложно культивировать в лаборатории. Это открытие предоставляет новые методы и приближает момент, когда стволовые клетки можно будет использовать в терапии.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences в неделю с 12 апреля 2010 года.

Решение давней проблемы

В ходе исследования команда обнаружила два новых синтетических низкомолекулярных соединения — Thiazovivin и Pyrintegrin. При добавлении в культуру каждое из них в отдельности предотвращает гибель человеческих эмбриональных стволовых клеток, повышая их выживаемость более чем в 30 раз.

«Учёные были озадачены тем, почему человеческие эмбриональные стволовые клетки умирают на критическом этапе культивирования. Это создавало огромную техническую проблему», — говорит старший автор работы, профессор Шэн Дин.

Механизм выживания

Используя эти соединения как ключ, учёные выяснили биологический механизм гибели клеток. Ключевым фактором оказался белок на поверхности клетки — e-cadherin. Он опосредует взаимодействия между клетками и с внеклеточным матриксом.

Когда клетки отделяют от колонии, этот белок повреждается и поглощается внутрь клетки. Без e-cadherin на поверхности нарушается клеточная сигнализация, и клетки быстро погибают. Оба обнаруженных химических соединения защищают e-cadherin от повреждения.

Разгадка различий между видами

Исследование также объяснило, почему мышиные эмбриональные стволовые клетки не представляют таких сложностей в лаборатории. Разница заключается не только в самих клетках, но и в их микроокружении.

Учёные смогли перенести человеческие клетки в микроокружение мышиных эмбриональных стволовых клеток. Там человеческие клетки выживали с большей вероятностью даже без защитных соединений. Кроме того, когда человеческие клетки химически возвращали на более раннюю стадию развития (с микроокружением, похожим на мышиное), проблемы с их культивированием также исчезали.

«Это подтвердило наши механистические изыскания под другим углом, показав, что мы выделили очень核心ный регуляторный механизм», — отметил Дин.

Ожидается, что новые методы, описанные в исследовании, будут широко adopted в лабораториях по всему миру, значительно упрощая работу и продвигая исследования в области стволовых клеток.