Які клітини стимулюють відновлення
Пацієнтів із раком крові, таким як лейкемія та лімфома, часто лікують шляхом опромінення їх кісткового мозку для знищення хворих клітин. Після лікування люди вразливі до інфекцій і навантажень, поки нові клітини крові не виростуть знову. Учені з Массачусетського технологічного інституту розробили метод швидкого відновлення клітин крові після опромінення. Він полягає у стимуляції певного типу стовбурових клітин для вироблення факторів росту, що допоможуть пошкодженим елементам трансформуватися в повноцінні клітини крові.
Дослідники вирощували мезенхімальні стовбурові клітини на поверхні. Це – популяція мультипотентних клітин, здатних диференціюватися в похідні сполучної тканини. Вони виробляються в усьому організмі та можуть перетворюватися в різні тканини, зокрема кістки, хрящі, м'язи та жири, а також утворювати білки. Їхні механічні властивості подібні до властивостей кісткового мозку. Завдяки цьому клітини виробляли фактори, які допомагають гемопоетичним стовбуровим клітинам і клітинам-попередникам поділятися на еритроцити, білі кров’яні клітини, тромбоцити та інші.
Як минув експеримент
За останнє десятиліття Ван Вліє та інші дослідники показали, що зміна механічних властивостей поверхонь, на яких вирощуються стовбурові клітини, може вплинути на їх диференціацію на зрілі клітинні типи. Однак у цьому дослідженні команда вперше показала, що механічні властивості також можуть впливати на фактори, які стовбурові клітини виділяють, перш ніж приєднатися до певної клітинної лінії тканини. Зазвичай стовбурові клітини, видалені з тіла, вирощують на пласкому склі чи жорсткому пластику. Група з Массачусетського технологічного інституту спробувала виростити клітини на полімері під назвою PDMS і змінити його механічні властивості, Вони розробили матеріали, що відрізняються як своєю жорсткістю, так і в'язкістю. Завдяки цьому матеріали швидше розтягуються під час навантаження.
Експеримент на мишах показав, що клітини, вирощені на матеріалах із механічними властивостями, схожими з умовами кісткового мозку, дали найбільшу кількість факторів, необхідних для формування нових повноцінних кров'яних клітин тварин. Учені з’ясували, що, змінивши культурне середовище, зокрема механічне, мезенхімальні стовбурові клітини можуть послугувати в боротьбі з іншими захворюваннями, зокрема хворобою Паркінсона та ревматоїдним артритом. Дослідники імплантували клітини мишам, кістковий мозок яких опромінили. Команда Ван Вліє показала, що коли мишам дають цей тип клітин, вони швидше відновлюються.
«Процес схожий на намагання виростити рослину. Мезенхімальні стовбурові клітини сприяють поліпшенню ґрунту, на основі якого оригінальні клітини можуть почати розмножуватися та перетворюватися в ті клітини крові, які необхідні для виживання організму», – сказав Крістін Ван Вліет, професор біоінженерії й очільник дослідження.
Яке питання наразі цікавить дослідників
Дослідники також сподіваються вивчити, чи може цей тип клітин виробляти різні фактори, які стимулюють розвиток додаткових типів, здатних бути корисними для лікування інших захворювань. Змінивши середовище культури, зокрема механічне, клітини вже можна використовувати для введення проти кількох інших захворювань, зокрема вищезгаданих хвороби Паркінсона й ревматоїдного артриту.