Ученые разработали «революционную» систему регенерации на основе стволовых клеток
Терапии стволовыми клетками, способные восстанавливать любые поврежденные травмой, болезнью или старением человеческие ткани, могут стать доступны в течение нескольких лет. Это стало возможным благодаря прорывному исследованию ученых из UNSW Australia.
Новая система восстановления, аналогичная методу, используемому саламандрами для регенерации конечностей, может применяться для лечения всего — от повреждений межпозвоночных дисков до переломов костей. Она способна трансформировать современные подходы к регенеративной медицине.
Исследование под руководством UNSW опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ведущий автор работы, гематолог и доцент UNSW Джон Пиманда, сообщил, что новая методика, перепрограммирующая костные и жировые клетки в индуцированные мультипотентные стволовые клетки (iMS), была успешно продемонстрирована на мышах.
По словам доцента Пиманды, эта техника — значительный шаг вперед по сравнению со многими существующими недоказанными терапиями стволовыми клетками, которые не демонстрируют объективных свидетельств прямого участия в формировании новой ткани.
В настоящее время команда оценивает, могут ли перепрограммированные в iMS-клетки взрослые человеческие жировые клетки безопасно восстанавливать поврежденные ткани у мышей. Клинические испытания на людях ожидаются в конце 2017 года.
Новая методика является прорывной, поскольку iMS-клетки могут регенерировать несколько типов тканей. Ученые берут костные и жировые клетки, «отключают» их клеточную память и превращают в стволовые клетки, способные восстанавливать разные типы клеток после введения в организм.
Технология перепрограммирования
Разработанная методика включает несколько этапов:
- Извлечение взрослых человеческих жировых клеток.
- Обработка их соединением 5-Азацитидином (AZA) вместе с тромбоцитарным фактором роста-AB (PDGF-AB) в течение примерно двух дней.
- Далее клетки обрабатывают только фактором роста еще две-три недели.
Соединение AZA известно своей способностью индуцировать пластичность клеток, что критически важно для их перепрограммирования. Оно «ослабляет» жесткую программу клетки, а фактор роста усиливает этот эффект, превращая костные и жировые клетки в iMS-клетки. При введении в место повреждения эти стволовые клетки размножаются, стимулируя рост и заживление.
Преимущества перед другими методами
Первый автор исследования, доктор Ваше Чандракантан, разработавший технологию, отметил, что новый метод преодолевает недостатки других исследуемых терапий:
- Эмбриональные стволовые клетки не подходят для лечения из-за их способности формировать опухоли.
- Другие методы создания стволовых клеток часто требуют использования вирусов для трансформации, что клинически неприемлемо.
Планы и потенциал
Нейрохирург и преподаватель UNSW доктор Ральф Моббс возглавит клинические испытания на людях после подтверждения безопасности и эффективности методики с человеческими клетками на мышах.
По его словам, терапия обладает огромным потенциалом для лечения боли в спине и шее, травм межпозвоночных дисков, дегенерации суставов и мышц, а также может ускорять восстановление после сложных операций.
Исследования показывают, что до 20% спинальных имплантатов не приживаются или срастаются с задержкой. Показатели выше у курильщиков, пожилых людей и пациентов с такими заболеваниями, как диабет или болезни почек.
Трансплантация перепрограммированных стволовых клеток может улучшить сращение таких имплантатов с костью хозяина, что станет огромным шагом вперед для спинальной и ортопедической хирургии.
Помимо подтверждения безопасности iMS-клеток из человеческого жира для восстановления тканей у мышей, ученым предстоит выяснить, остаются ли эти клетки в состоянии покоя в местах трансплантации и сохраняют ли способность к пролиферации по требованию.