Идентифицирована стволовая клетка, дающая начало костям и хрящам у мышей

Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета обнаружили у мышей стволовую клетку, которая порождает кость, хрящ и строму — ключевую часть костного мозга.

Кроме того, ученые определили химические сигналы, которые могут создавать скелетные стволовые клетки и направлять их развитие в каждую из этих специфических тканей. Это открытие закладывает основу для широкого спектра потенциальных методов лечения скелетных нарушений, таких как переломы костей, хрупкость костей, остеосаркома или повреждение хряща.

Статья с описанием результатов будет опубликована 15 января в журнале Cell.

Интенсивный поиск

Исследователи начали с изучения групп клеток, которые быстро делятся на концах костей мышей, и показали, что эти скопления клеток могут формировать все части кости: саму кость, хрящ и строму — губчатую ткань в центре костей, которая помогает гемопоэтическим стволовым клеткам превращаться в клетки крови и иммунные клетки. В результате обширной работы они идентифицировали единственный тип клетки, который сам по себе мог формировать все эти элементы скелета.

Затем ученые построили "дерево развития" скелетных стволовых клеток, чтобы отследить, как именно они превращаются в промежуточные клетки-предшественники и, в конечном итоге, в каждый тип скелетной ткани.

Перепрограммирование жировых клеток

Помимо того, чтобы научиться создавать костные, хрящевые и стромальные клетки из скелетных стволовых клеток, исследователи выяснили, как создавать сами скелетные стволовые клетки из жировых или мышечных клеток. Способность напрямую перепрограммировать зрелые жировые клетки в скелетные стволовые клетки с помощью применения специфических сигналов была "действительно интересной и довольно неожиданной".

Это открывает увлекательные возможности для будущей терапии. Например, если собственная кость пациента недоступна, можно взять немного его собственного жира, поместить его в биомиметический каркас, дать ему вырасти в нужную кость в мышечном или жировом "кармане", а затем переместить эту новую кость туда, где она требуется.

Другие методы лечения могут быть применены за одну хирургическую операцию. Поскольку количество скелетных стволовых клеток резко уменьшается с возрастом, переломы костей или зубные имплантаты плохо заживают у пожилых людей. Но, возможно, во время операции можно будет взять жир из тела пациента, смешать его с факторами перепрограммирования прямо в операционной и сразу же пересадить новые скелетные стволовые клетки обратно пациенту.

Теперь, когда исследователи успешно описали систему скелетных стволовых клеток у мышей, они уверены, что смогут сделать то же самое у людей. "В этом исследовании у нас теперь есть Розеттский камень, который должен помочь найти человеческие скелетные стволовые клетки и расшифровать химический язык, который они используют для управления своим развитием. Пути у людей должны быть очень похожими и использовать многие из основных генов, задействованных в скелетной системе мыши".