Учёные выделили первую стадию образования тканей из человеческих эмбриональных стволовых клеток

Учёные из Исследовательского центра стволовых клеток UCLA Broad описали популяцию клеток, которая маркирует самую первую стадию дифференцировки человеческих эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) при их вступлении на путь развития, ведущий к образованию крови, сердечной мышцы, кровеносных сосудов и кости.

Исследователи надеются, что эти клетки однажды можно будет использовать для лечения широкого спектра заболеваний, так как открытие может помочь учёным создавать более совершенные и безопасные ткани для регенеративной медицины. Оно также позволит лучше понять различия между плюрипотентными стволовыми клетками (способными стать любой клеткой тела) и клетками, утратившими плюрипотентность и вставшими на путь превращения в определённые типы тканевых клеток.

Исследование опубликовано в раннем онлайн-выпуске рецензируемого журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

В ходе раннего развития человеческие ЭСК могут следовать по трём различным путям развития, образуя первичные зародышевые листки: мезодерму, эктодерму и энтодерму. Эти три слоя затем дают начало всем тканям тела. В данном исследовании команда изучала ЭСК, следующие по пути мезодермы, из которой образуются клетки крови, сосудов, сердца, мышц, хрящей, костей и жира.

Поместив человеческие ЭСК в культуру, через 3–4 дня учёные обнаружили небольшую подгруппу клеток, которая утратила ключевой клеточный поверхностный маркер, характерный для плюрипотентного состояния, и приобрела новый маркер — признак клеток мезодермы. Поскольку маркеры расположены на поверхности клетки, с помощью специфических антител можно выделить этих человеческих эмбриональных мезодермальных клеток-предшественников (human embryonic mesodermal progenitors, hEMP-клетки) из культуры.

hEMP-клетки представляют собой самую раннюю стадию перехода от ЭСК к клеткам мезодермы. Они уже коммитированы к образованию мезодермы, но ещё не определились с конкретным типом мезодермальной ткани. Поэтому есть надежда, что они могут служить источником для получения большого количества клеток крови, кости или мышц, если научиться направлять их дальше по нужному пути.

Исследовательская программа лаборатории сосредоточена на создании кроветворных стволовых клеток из ЭСК. Кроветворные клетки, полученные из ЭСК в лаборатории, уступают по функциональности клеткам из костного мозга или пуповинной крови. Авторы надеются, что hEMP-клетки можно будет использовать для создания столь же мощных и безопасных кроветворных клеток для лечения таких заболеваний, как лейкемия и серповидноклеточная анемия.

hEMP-клетки были тщательно протестированы и показали утрату способности образовывать тератомы (опухоли, содержащие ткани или компоненты органов), что является отличительной чертой ЭСК. Это делает их более безопасным кандидатом для разработки клеточных терапий для человека.

Сейчас учёные изучают, как лучше всего направлять дифференцировку hEMP-клеток во все клеточные линии мезодермы (включая клетки крови) и манипулировать ими для получения функциональных клеток в процессе их пролиферации и дифференцировки.