Учёные создали клетки, обеспечивающие чувство осязания

Исследователи из Центра регенеративной медицины и исследования стволовых клеток имени Эли и Эдит Броуд в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA) впервые направили человеческие стволовые клетки на путь превращения в сенсорные интернейроны — клетки, которые дают нам чувство осязания. Новая методика может стать шагом к терапии на основе стволовых клеток для восстановления чувствительности у парализованных людей.

Исследование, опубликованное в журнале Stem Cell Reports, возглавила Саманта Батлер, доцент нейробиологии UCLA и член Центра исследования стволовых клеток Броуд.

Сенсорные интернейроны, класс нейронов в спинном мозге, отвечают за передачу информации от всего тела в центральную нервную систему, что и обеспечивает чувство осязания. Его отсутствие серьёзно влияет на жизнь парализованных людей: они часто не чувствуют прикосновений, а неспособность чувствовать боль делает их уязвимыми, например, к ожогам.

От эмбрионов к стволовым клеткам

В более раннем исследовании, опубликованном в журнале eLife, Батлер и её коллеги обнаружили, как сигналы от семейства белков BMP (костных морфогенетических белков) влияют на развитие сенсорных интернейронов у эмбрионов цыплят. Работа в Stem Cell Reports применяет эти открытия к человеческим стволовым клеткам в лаборатории.

Когда исследователи добавили к человеческим эмбриональным стволовым клеткам специфический белок BMP4 и другую сигнальную молекулу — ретиноевую кислоту, — они получили смесь двух типов сенсорных интернейронов:

• dI1-интернейроны обеспечивают проприоцепцию — чувство положения тела в пространстве.
• dI3-интернейроны позволяют чувствовать давление.

Потенциал для персонализированной терапии

Такую же смесь интернейронов учёные получили, добавив те же сигнальные молекулы к индуцированным плюрипотентным стволовым клеткам (iPSC). Эти клетки создаются путём перепрограммирования собственных зрелых клеток пациента (например, клеток кожи). Это открывает значительный потенциал для создания клеточной терапии, восстанавливающей осязание без необходимости подавления иммунитета, так как клетки будут генетически совместимы с пациентом.

Следующие шаги

Батлер надеется научиться создавать каждый тип интернейронов по отдельности, что упростит изучение их функций и начало клинического применения. Однако её группа пока не выяснила, как заставить стволовые клетки давать только dI1 или только dI3 клетки — возможно, здесь задействован другой сигнальный путь. Также предстоит определить "рецепт" для создания других типов сенсорных интернейронов.

Сейчас группа имплантирует новые dI1 и dI3 интернейроны в спинной мозг мышей, чтобы понять, интегрируются ли клетки в нервную систему и станут ли полностью функциональными. Это критический шаг на пути к клиническому применению.

«Мы ещё не решили, как восстановить осязание, но мы сделали важный первый шаг, разработав некоторые из этих протоколов для создания сенсорных интернейронов», — резюмировала Батлер.