Новости

Группа исследователей под руководством ученых из Калифорнийского университета в Дэвисе разработала новый метод стимуляции роста костей с помощью молекулы, которая при введении в кровь направляет к их поверхности стволовые клетки костного мозга.

Достигнув поверхности кости, стволовые клетки дифференцируются в клетки, образующие кость, и синтезируют белки, усиливающие ее рост. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Medicine (Min Guan et al., Directing mesenchymal stem cells to bone to augment bone formation and increase bone mass), ученые использовали мышиную модель остеопороза, чтобы продемонстрировать уникальный подход к лечению, повышающий плотность костной ткани и предотвращающий потерю костной массы, связанные со старением и дефицитом в организме женских половых гормонов эстрогенов.

«Даже у пожилых людей много стволовых клеток, но они не охотно мигрируют к костям», – говорит ведущий автор исследования Вэй Яо (Wei Yao). «Разработка молекулы, которая связывается со стволовыми клетками и направляет их к нужной нам цели, – это настоящий прорыв».

Ученые изучают стволовые клетки как возможный метод лечения широкого спектра болезней и травм – от поражения периферических артерий и макулярной дегенерации до болезней крови и органов и кожных ран. Однако заставить стволовые клетки мигрировать к поверхности костей и стимулировать их рост долго оставалось одной из недостижимых целей регенеративной медицины.

Американские ученые использовали уникальную гибридную молекулу, LLP2A-алендронат, разработанную группой во главе с Китом Ламом (Kit Lam), профессором и заведующим кафедрой биохимии и молекулярной медицины UC Davis.

Гибридная молекула состоит из двух частей: синтетической молекулы-лиганда LLP2A (структурная формула слева – ВМ), связывающейся с мезенхимальными стволовыми клетками в костном мозге, и второй части, состоящей из «самонаводящегося» препарата для лечения костей – алендроната (справа). После введения в кровь гибридная молекула связывается с мезенхимальными стволовыми клетками в костном мозге и направляет эти клетки к поверхности костей, где они выполняют свои естественные функции – образование и восстановление костной ткани.

«Наше исследование подтверждает, что молекулы, связывающиеся со стволовыми клетками, могут быть использованы для их направления к органам животного, нуждающимся в лечении», – комментирует работу профессор Лам. «Это очень важный шаг к тому, чтобы сделать этот тип лечения стволовыми клетками реальностью».

Костная масса и прочность бедренной кости и позвоночника мышей увеличилась через двенадцать недель после введения им гибридных молекул. Положительные процессы в костях протекали как у мышей в возрасте активной потери костной массы, так и у животных с моделью менопаузы.

Алендронат, известный также под торговой маркой Фосамакс (Fosamax), обычно назначается женщинам с остеопорозом, чтобы снизить риск переломов. Ученые включили алендронат в гибридную молекулу, потому что, попадая в кровь, она направляется прямо к поверхности костей и замедляет скорость их разрушения. По словам соавтора исследования Нэнси Лейн (Nancy Lane), доза алендроната в гибридном соединении низка и вряд ли способна снизить его терапевтический эффект.

«Впервые мы, возможно, нашли потенциальный способ направить собственные стволовые клетки пациента к поверхности кости, где они могут ее восстановить», – говорит профессор медицины и ревматологии Лейн, специалист по остеопорозу. «Этот метод может совершить революцию в терапии остеопороза, а также другие заболеваний, требующих образования новой костной ткани».

Остеопороз является одной из основных проблем общественного здравоохранения, учитывая тот факт, что только в США им страдают 44 миллиона американок. Несмотря на доступность эффективных лекарственных препаратов, способных снизить риск переломов, в том числе алендроната, их назначение ограничивается потенциально опасными последствиями длительного применения.

Старение уменьшает количество мезенхимальных стволовых клеток (МСК), дифференцирующихся в костном мозге в остеобласты, что приводит к нарушению остеогенеза. Стимуляция дифференцировки МСК в остеогенном направлении могла бы стать надежным способом регенерации кости. Ученые разработали метод, позволяющий направить МСК к поверхности кости путем присоединения синтетического лиганда-пептидомиметика (LLP2A) с высоким сродством и специфичностью к белку интегрину ?4?1 на поверхности МСК к бисфосфонату (алендронату, Ale) с высокой аффинностью к костной ткани. Гибридная молекула LLP2A-Ale индуцирует миграцию МСК и остеогенную дифференцировку in vitro. Одно внутривенное введение LLP2A-Ale усиливает образование губчатой кости и костной массы как в ксенотранспланционных исследованиях, так и у иммунокомпетентных мышей. Кроме того, LLP2A-Ale предотвращает возрастную и вызванную дефицитом эстрогенов потерю трабекулярной костной массы. Эти результаты являются доказательством принципа, что LLP2A-Ale может направлять МСК к кости и стимулировать образование новой костной ткани и увеличение прочности костей.

Основными причинами развития остеопороза у женщин являются дефицит эстрогенов, старение и избыток стероидов в результате лечения хронических воспалительных заболеваний, таких как ревматоидный артрит. Как правило, остеопороз, вызванный этими метаболическими заболеваниями, развивается в результате изменений в цикле ремоделирования костной ткани, которые ослабляют архитектуру кости и увеличивают риск переломов.

Ученые отмечают, что использование этого метода регенеративной медицины не ограничивается терапией остеопороза. Он может оказаться бесценным и при других нарушениях и заболеваниях, когда необходимо усилить восстановление костной ткани, например, при переломах, костных инфекциях или раке.

По мнению одного из участников исследования директора Института регенеративной терапии (Institute for Regenerative Cures) при UC Davis Йены Нолты (Jan Nolta), полученные результаты являются весьма перспективными с точки зрения их клинического применения. «Мы показали эффективность этого потенциального метода терапии на грызунах, и теперь наша цель – перейти к его клиническим испытаниям».

Источник: NanonewsnetпоматериаламUniversity of California – Davis

В клинических испытаниях клеточной терапии стрессового недержания мочи практикуется местное введение стволовых клеток, что, возможно, не позволяет полностью выявить все терапевтические эффекты, присущие этим клеткам.

Американские ученые из DepartmentofBiomedicalEngineering, TheClevelandClinicпровели исследование, целью которого было выявить, мигрируют ли введенные внутривенно мезенхимальные стволовые клетки (МСК) к тазовым органам, поврежденным в результате вызванных родами травм.

Работа выполнена на крысах; самкам имитировали растяжение родовых путей. В группе контроля были самки без повреждений. Всем крысам через 1 час после повреждения внутривенно вводили по 2 млн МСК, меченых геном зеленого флуоресцирующего белка (GFP-labeled). Через 4 или 10 дней тазовые органы исследовали, определяя в них число меченых GFP клеток.

Через 4 дня у крыс с родовыми травмами (по сравнению с крысами без повреждений) наблюдалось значительно больше МСК в уретре, влагалище, прямой кишке и анальном сфинктере. МСК обнаруживались и через 10 дней после введения, но интенсивность флуоресценции GFP снижалась.

Таким образом, полученные в исследовании данные доказывают, что внутривенное введение МСК обеспечивает достаточную эффективность клеточной терапии благодаря миграции клеток к поврежденным органам. Ученые предлагают использовать этот метод для улучшения результатов лечения послеродовых повреждений и стрессового недержания мочи.

Материалы исследования представлены в статье CruzM, et al. Pelvic organ distribution of mesenchymal stem cells injected intravenously after simulated childbirth injury in female rats. Obstet Gynecol Int. 2012;2012:612946. Epub 2011 Sep 21.

Американская компания Advanced Cell Technology тестирует новую методику использования стволовых клеток для борьбы с рядом заболеваний, в результате которых люди полностью или в значительной степени теряют зрение. Как сообщили в компании, сейчас специалистами ACT была разработана методика лечения при помощи стволовых клеток редкого заболевания - макулярной дистрофии Старгардта.

В заявлении компании отмечается, что если американское Управление по безопасности продовольственных продуктов и лекарственных препаратов одобрит клинические испытания, то это станет вторым разрешенным способом применения человеческих эмбриональных стволовых клеток для лечения людей.

Ранее компания Geron получила разрешение на использование эмбриональных стволовых клеток для лечения пациентов с атрофией нижних конечностей. В Geron говорят, что после их метода к пациентам должна вернуться способность самостоятельно ходить. Пока эти клинические тесты не завершены, Geron не сообщает промежуточных итогов.

В ACT рассказывают, что готовы при помощи стволовых клеток начать производство дифференцированных клеток сетчатки глаза. Более того, несколько месяцев назад компания провела первые испытания на лабораторных крысах и они оказались успешными. По словам доктора Роберта Ланзца, научного директора ACT,  предлагаемая его компанией методика позволит заново воссоздать клетки сетчатки, поддерживающие фоторецепторы, отвечающие за зрение.

Эти клетки носят название пигментный эпителий сетчатки и именно его сбой в первую очередь ведет к нарушениям в области зрения. Ученые намерены брать эмбриональные стволовые клетки из 4-8-дневного эмбриона и помещать их в среду, которая будет провоцировать их деление и дифференциацию в сетчатку. Формально, исследователи называют данные работы дальнейшим развитием одной из областей регенеративной медицины.

Роберт Ланца говорит, что пока ACT еще далека от практического применения нового метода на людях, так как даже после испытаний может пройти еще лет пять до того, момента, как стволовые клетки придут на помощь теряющим зрение. Ланца также сообщил, что если будет получено разрешение властей, то у компании уже есть 12 добровольцев, готовых проверить новый метод на собственном зрении.

Источник: CyberSecurity.ru

Stemcells.ru - портал о клеточной терапии и клеточных технологиях.