Исследователи разработали новый подход к лечению мышечной дистрофии с использованием человеческих стволовых клеток
Исследователи из Института сердца Лиллехая Университета Миннесоты успешно вылечили мышечную дистрофию у мышей, используя человеческие стволовые клетки, полученные по новому процессу, который впервые сделал производство мышечных клеток человека из стволовых клеток эффективным.
Исследование, опубликованное в Cell Stem Cell, описывает стратегию создания быстро делящейся популяции скелетных миогенных клеток-предшественников (мышечно-образующих клеток) из индуцированных плюрипотентных стволовых (iPS) клеток. iPS-клетки обладают всеми свойствами эмбриональных стволовых (ES) клеток, но получаются путем репрограммирования клеток кожи. Они могут быть специфичными для пациента (что снижает риск отторжения) и не требуют разрушения эмбрионов.
Впервые показана эффективность человеческих стволовых клеток в лечении мышечной дистрофии.
Ранее та же группа исследователей первой использовала ES-клетки мыши для лечения мышечной дистрофии. Однако переход от исследований на мышиных клетках к терапевтически значимым исследованиям с человеческими клетками был затруднен, что ограничивало разработку клеточных терапий и клинических испытаний для пациентов.
Новое исследование представляет собой доказательство принципа лечения мышечной дистрофии человеческими iPS-клетками, закладывая основу для будущих клинических испытаний на людях.
"Одним из главных препятствий для разработки клеточных терапий нервно-мышечных заболеваний, таких как мышечная дистрофия, было получение достаточного количества мышечных клеток-предшественников для терапевтического эффекта", — говорит руководитель исследования Рита Перлинжеро. — "До сих пор получить приживающиеся скелетные мышечные стволовые клетки из человеческих плюрипотентных стволовых клеток не удавалось. Наши результаты доказывают, что это возможно".
После трансплантации мышам с мышечной дистрофией человеческие скелетные миогенные клетки-предшественники обеспечили обширную и долгосрочную регенерацию мышц, что улучшило мышечную функцию.
Ключевой метод: исследователи генетически модифицировали две известные линии человеческих iPS-клеток и одну линию человеческих ES-клеток, добавив ген PAX7. Это позволило регулировать уровни белка Pax7, который необходим для регенерации скелетной мышечной ткани после повреждения. Регуляция смогла направить "наивные" ES и iPS-клетки на путь дифференцировки в мышечно-образующие клетки.
Ген PAX7, индуцированный в точно определенное время, определил судьбу человеческих ES и iPS-клеток, превратив их в клетки-предшественники мышц человека. После определения оптимальных сроков дифференцировки клетки оказались хорошо приспособлены для регенерации, необходимой при мышечной дистрофии.
Клетки-предшественники, индуцированные Pax7, оказались намного эффективнее человеческих миобластов (клеточных культур из биопсии взрослой мышцы) в улучшении мышечной функции. Миобласты ранее тестировались в клинических испытаниях, но не сохранялись после трансплантации.
"Это феноменальный прорыв", — отмечает Джон Вагнер, научный директор по клиническим исследованиям Института стволовых клеток Университета. — "Преодолено одно из самых значительных препятствий для применения стволовых клеток в лечении детей с разрушительной мышечной дистрофией".
Следующий шаг: перед началом клинических испытаний на людях необходимо исследовать альтернативные методы индукции Pax7. Использованный метод доставки гена PAX7 с помощью вирусов несет риск мутаций. Исследователи активно тестируют другие способы доставки Pax7 для разработки безопасного и эффективного клинического протокола.