Прорыв в трансплантационной терапии донорскими стволовыми клетками

Понимание, как проходит процесс, при котором примитивные эмбриональные ткани начинают производить предковую стволовую клетку, из которой после развиваются все типы клеток крови, должно в будущем служить ориентиром при попытках восстановления и замещения клеточных популяций в терапевтических целях.

В настоящее время трансплантационная терапия основывается на введении донорских стволовых клеток в красный костный мозг пациента для генерации новых здоровых клеток крови. К сожалению, эта процедура часто связана с большим риском и может привести к тяжелым осложнениям, в частности, благодаря тому, что пересаженные клетки иногда не взаимодействуют с чужеродными тканями реципиента.

Один из способов избегания этой иммунной проблемы, связанной с отторжением – генерация гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) с помощью менее дифференцированных стволовых клеток самого пациента. Такие клетки будут идеально подходить с генетической точки зрения, но, чтобы произвести эти клетки, ученые должны сначала понять молекулярные процессы, лежащие в основе спецификации ГСК.

«Если бы мы могли получать здоровые гемопоэтические стволовые клетки данного пациента в условиях лаборатории и затем трансплантировать их в его же красный костный мозг, мы смогли бы избежать многих осложнений», - говорит Дэвид Трейвер (David Traver), ассистент профессора биологии, возглавляющего исследовательскую группу. Об их работе рассказывает Специализированное интернет издание в области эпидемиологии и здравоохранения Эпидемиолог.ру

«Наши исследования представляют собой важный шаг на пути к цели, потому что они обеспечивают лучшее понимание того, как во время развития происходит спецификация ГСК, клеточного типа, ответственного за клинический успех трансплантатов красного костного мозга», - комментирует Трейвер.

«Благодаря новому подходу будет получена возможность «заставить» плюрипотентные эмбриональные стволовые клетки (ЭСК), которые могут продуцировать все типы тканеспецифичных стволовых клеток, давать начало ГСК, что сегодня неосуществимо. Другими словами, мы стали на шаг ближе к пониманию того, как получить гемопоэтические стволовые клетки из эмбриональных стволовых клеток для клеточной заместительной терапии».

Трейвер и его коллеги - Джулиен Бертран (Julien Bertrand), научный сотрудник с ученой степенью, работающий в его лаборатории, Нейл Чи (Neil Chi), ассистент профессора медицинских наук Калифорнийского Университета Сан Диего (UC San Diego) и Дидье Стейнье (Didier Stainier), профессор биохимии Калифорнийского Университета Сан-Франциско (UC San Francisco) – проводили эксперименты на Danio rerio, излюбленном модельном объекте генетиков и эмбриологов, чьи прозрачные эмбрионы позволяют исследователям наблюдать за стволовыми клетками в реальном времени с помощью специальных микроскопов.

Более ранние исследования, использующие непрямые наблюдения, навели на мысль, что специфический участок эмбриона, окружающий дорсальную аорту, первый кровеносный сосуд, порождал первые гемопоэтические стволовые клетки, но до настоящего времени никто не мог проследить процесс непосредственно в живом организме.

«В самом деле, работы зачастую были противоречивы, исследователи предлагали разные участки в качестве источника происхождения гемопоэтических стволовых клеток, так что вопрос об их точной локализации оставался открытым», - говорит Трейвер. «Используя эмбрионы Danio rerio с флуоресцентно мечеными тканями, мы были готовы продемонстрировать, что гемопоэтические стволовые клетки берут начало из клеток, подлежащих дорсальную аорту».

Исследователи из Калифорнийского университета Сан Диего (UC San Diego) также зарегистрировали пошаговое формирование ГСК из гемопоэтического эндотелия аорты и с помощью перманентного флуоресцентного маркера показали, что все зрелые клетки крови и иммунной системы берут начало из эндотелия аорты раннего эмбриона.

«Наши исследования наводят на мысль, что переход через «гемопоэтическое эндотелиальное промежуточное звено», является необходимым шагом для формирования ГСК», - говорит Трейвер. «Основываясь на высокой степени эволюционного сходства в регуляции образования ГСК и последующего созревания клеток крови у других позвоночных, наши открытия, скорее всего, применимы и для понимания развития ГСК у человека.

Эти данные, совместно с недавним прорывом в получении индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC), в принципе, позволяют производить замещение ГСК из неродственных дифференцированных тканей. Это даст возможность гемопоэтической системе пациента возобновляться собственными силами, а его здоровым гемопоэтическим стволовым клеткам – избежать иммунного отторжения».