Стволовые клетки процветают на поверхностных отношениях

Стволовые клетки известны своей способностью превращаться в широкий спектр зрелых типов клеток, но не могут поддерживать эту гибкость самостоятельно. В организме соседние клетки помогают поддерживать это «плюрипотентное» состояние. Но для выращивания этих клеток в культуре ученым пришлось разработать различные специализированные методы.

Это особенно верно для эмбриональных стволовых клеток (ESCs) и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSCs), которые похожи на ESCs, но получены из взрослых тканей. Для сохранения их плюрипотентности эти клетки обычно выращивали на поддерживающем слое «клеток-фидеров». Новая стратегия, разработанная командой под руководством Йошихиро Ито из Института перспективных научных исследований RIKEN в Вако, обещает значительно упростить культивирование ESCs и iPSCs.

Клетки-фидеры обеспечивают ценными факторами роста, но также усложняют культивирование и создают возможности для контаминации — что особенно серьезно для клинического применения. Ранние попытки выделить ключевые особенности клеток-фидеров были неудачными. «Было трудно культивировать стволовые клетки на субстратах с иммобилизованными факторами роста», — говорит Ито. «Клетки-фидеры обеспечивают сложную микросреду, которую нельзя просто заменить одним или несколькими факторами роста».

В качестве альтернативы исследователи подвергли слои клеток-фидеров химической «фиксации», которая убивала клетки, но физически сохраняла их, оставляя внешнюю структуру в основном неповрежденной. Это привело к созданию прочной поверхности для культивирования клеток, сохранившей практически все особенности, с которыми обычно взаимодействуют стволовые клетки. Мышиные iPSCs сохраняли плюрипотентное состояние даже после длительного культивирования на клетках-фидерах, предварительно фиксированных либо формальдегидом (FA), либо глутаровым альдегидом (GA). Фиксация GA — более жесткая обработка, но Ито и коллеги отметили, что GA-фиксированные клетки также обеспечивали превосходный субстрат, и этот слой был достаточно прочным, чтобы его можно было мыть и использовать повторно.

Исследователи с приятным удивлением обнаружили, что мышиные iPSCs, выращенные таким образом, практически неотличимы от культивируемых традиционными методами. «Считалось, что клетки-фидеры секретируют белки или другие соединения, поддерживающие рост недифференцированных стволовых клеток», — говорит Ито. «Но фиксированные клетки теряют эту способность к секреции, что показывает, что обеспечение правильной контактной микросреды более важно для iPSCs». Учитывая, насколько прочными являются фиксированные клеточные слои, он ожидает, что этот подход может предложить коммерчески жизнеспособный инструмент для культивирования клеток после его тестирования и оптимизации для выращивания человеческих iPSCs.