Ускоренное получение моторных нейронов человека из стволовых клеток
Моторные нейроны, иннервирующие мышечные волокна, необходимы для двигательной активности. Их дегенерация при многих заболеваниях вызывает паралич и часто смерть пациентов. Исследователи из Института терапии стволовыми клетками и изучения моногенных заболеваний (I-Stem — Inserm/AFM/UEVE) в сотрудничестве с CNRS и Университетом Париж Декарт разработали новый подход для лучшего контроля дифференцировки человеческих плюрипотентных стволовых клеток и получения из них различных популяций моторных нейронов всего за 14 дней. Это открытие, опубликованное в Nature Biotechnology, позволит расширить процесс производства этих нейронов, что ускорит прогресс в изучении заболеваний моторной системы, таких как спинальная мышечная атрофия или боковой амиотрофический склероз (БАС).
Человеческие плюрипотентные стволовые клетки способны давать начало любой клетке организма. Понимание и контроль их потенциала к дифференцировке in vitro открывает беспрецедентные возможности для регенеративной медицины и изучения патофизиологических механизмов. Однако клиническое применение часто ограничено невозможностью эффективно и целенаправленно получать из таких клеток специализированные типы, например, моторные нейроны. Эта неэффективность частично связана с плохим пониманием молекулярных механизмов, контролирующих дифференцировку.
«Целевая дифференцировка человеческих плюрипотентных стволовых клеток часто является долгим и довольно неэффективным процессом. Это относится и к получению моторных нейронов, хотя они поражаются при многих болезнях. Сейчас мы получаем эти нейроны с помощью нашего подхода всего за 14 дней, почти в два раза быстрее, чем раньше, и с редко достигаемой однородностью», — объясняет Сесиль Мартина, научный сотрудник Inserm в I-Stem.
Для этого результата исследователи изучили взаимодействия между некоторыми молекулами, контролирующими эмбриональное развитие. Эти исследования позволили как лучше понять механизмы генерации нейронов в ходе развития, так и разработать оптимальный «рецепт» для их эффективного и быстрого получения.
«Теперь мы можем производить и, следовательно, изучать разные популяции нейронов, в разной степени пораженные при заболеваниях, вызывающих дегенерацию моторных нейронов. Мы планируем изучить, почему одни нейроны поражаются, а другие остаются сохранными», — добавляет Стефан Неделек, исследователь Inserm в команде Сесиль Мартина.
В среднесрочной перспективе этот подход должен способствовать разработке методов лечения паралитических заболеваний, таких как спинальная мышечная атрофия или БАС. «Быстрый доступ к большим количествам нейронов будет полезен для тестирования значительного числа фармакологических препаратов с целью выявления тех, которые способны предотвратить гибель моторных нейронов», — заключает Сесиль Мартина.