Показано, что «примитивные» стволовые клетки регенерируют кровеносные сосуды в глазу

Ученые из Школы медицины Университета Джонса Хопкинса говорят, что сумели взрослые человеческие клетки в лаборатории вернуть в первоначальное состояние, открывая их потенциал для замены и восстановления повреждений кровеносных сосудов в сетчатке, вызванных диабетом. Они утверждают, что результаты этого экспериментального исследования продвигают методы регенеративной медицины, направленные на то, чтобы обратить вспять течение диабетической ретинопатии и других глазных заболеваний.

«Результаты нашего исследования приближают нас к более широкому использованию стволовых клеток в регенеративной медицине, чтобы заставить клетки дифференцироваться и избежать раковых заболеваний», – говорит Элиас Замбидис, доктор медицинских наук, доцент онкологии в онкологическом центре им. Джона Хопкинса и член Института клеточной инженерии им. Джона Хопкинса.

Результаты экспериментов с использованием клеток человека и мышей были опубликованы 5 марта в Nature Communications.

По данным Национального института глаз, диабетическая ретинопатия является основной причиной слепоты у взрослых в США. К 2050 году, по оценкам исследователей, около 14,6 миллионов американцев будут иметь заболевание, которое приводит к аномальному росту кровеносных сосудов в сетчатке, где свет превращается в зрение.

Для исследования ученые начали свои эксперименты с фибробластов – клетками соединительной ткани – взятыми у человека с диабетом 1 типа. Перепрограммированные фибробласты функционируют как «стволовые» клетки, способные создавать ткани организма, включая кровеносные сосуды.

Команда перепрограммировала стволовые клетки фибробластов, чтобы они вернулись в состояние, которое является даже более примитивным, чем состояние обычных индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток – больше похоже на состояние эмбриональных клеток. Эти клетки способны развиваться в любой специализированный тип клеток с гораздо более высокой эффективностью, чем обычные индуцированные человеком плюрипотентные стволовые клетки.

Для этого ученые купают клетки в коктейле из питательных веществ и химикатов. Они использовали коктейльную смесь из двух препаратов, которые другие ученые ранее использовали для перепрограммирования стволовых клеток: ингибитор GSK3β CHIR99021, который блокирует накопление углеводов в клетках, и ингибитор MEK PD0325901, экспериментальный противораковый препарат, который может блокировать рост раковых клеток. Команда также изучила потенциал третьего препарата – ингибитора PARP – популярного противоопухолевого препарата, используемого для лечения различных видов рака, включая рак яичников и молочной железы.

К удивлению исследователей, трифекты ингибиторов MEK, GSK3β и PARP работали, чтобы свернуть биологические часы клеток. Он называет этот коктейль 3i, названный в честь трех ингибиторов. Команда Замбидиса впервые сообщила об экспериментах с использованием коктейля из трех препаратов в 2016 году.

Для нового исследования ученые отслеживали молекулярный профиль перепрограммированных стволовых клеток, включая измерения белков, таких как NANOG, NR5A2, DPPA3 и E-кадгерин, которые управляют дифференцировкой клеток. Этот профиль выглядел сходным с так называемыми эпибластными клетками, составляющими шестидневный эмбрион человека.

Ученые также обнаружили, что стволовые клетки, перепрограммированные с помощью коктейля 3i, не имели аномальных изменений в факторах, которые могут изменить ДНК ядра.

«Интересно, что коктейль 3i, по-видимому, стер эпигенетику, связанную с заболеванием, в донорских клетках и вернул их к здоровому, нетронутому состоянию диабетических стволовых клеток», – говорит Замбидис.

DOI: 10.1038/s41467-020-14764-5

Вас также может заинтересовать:

На пути к обезболивающим, не вызывающим привыкания

Ученые создали гибкую пряжу из клеток кожи человека для медицинских целей