Стволовые клетки регулируют свою судьбу, изменяя жесткость
Мезенхимальные стволовые клетки (MSCs) у взрослых находятся в основном в костном мозге и играют ключевую роль в восстановлении поврежденных органов. Превращение одной MSC в сложную ткань, такую как хрящ и кость, начинается с ее объединения с другими MSCs в микроскопические кластеры в процессе, называемом конденсацией. Хотя известно, что эта стадия важна для развития скелета, ее точная роль в формировании кости и хряща не была понятна. Команда под руководством профессора доктора Прасада Шастри и доктора Мелики Сарем из Института макромолекулярной химии Фрайбургского университета представила доказательства автономного контроля хондрогенеза в MSCs. Результаты опубликованы в журнале Stem Cell Research & Therapy.
Исследователи обнаружили, что уменьшение числа клеток, участвующих в процессе конденсации, приводит к активации внутренней программы дифференцировки. Это заставляет MSCs превращаться в хрящевые клетки даже в отсутствие хондро-индуктивных факторов роста, независимо от возраста и пола донора. Сарем и Шастри также выявили, что два белка клеточной мембраны, Caveolin-1 и N-Cadherin, по-разному регулируются на стадии конденсации и функционируют как интерактивные силы, подобные Инь-Ян хондрогенной дифференцировки. «Тот факт, что нам нужно меньше клеток для создания ткани лучшего качества, чрезвычайно интересен, так как открывает новые возможности для терапии стволовыми клетками», — резюмирует Сарем.
В сотрудничестве с доктором Оливером Отто из Грайфсвальдского университета исследователи из Фрайбурга показали, что хондрогенный потенциал MSCs коррелирует с появлением более жесткого фенотипа и увеличением размера клеток. Их выводы указывают на ранее неизвестную парадигму механобиологии в дифференцировке MSCs. «Поскольку MSCs, полученные из костного мозга взрослых, представляют собой гетерогенную популяцию клеток, и их способность дифференцироваться в хрящевые или костные клетки варьируется от донора к донору, наши выводы имеют важное значение для стратегий тканевой инженерии хряща и кости на основе MSCs», — поясняет Шастри.