Улучшенная техника производства клеток крови из стволовых клеток
Ученые из Института биологических исследований Солка разработали усовершенствованную технику для генерации большого количества клеток крови из собственных клеток пациента. Эта техника будет полезна для дальнейших исследований стволовых клеток, а после доработки может использоваться в клеточной терапии для лечения различных состояний, включая рак и иммунные заболевания.
Цель и контекст
С 2006 года, когда были впервые описаны методы превращения обычных клеток кожи в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSCs), исследователи стремятся научиться направлять их созревание в нужные тканеспецифические стволовые клетки. Последние могут трансплантироваться в организм для производства клеток-предшественников и зрелых клеток ткани. Однако эффективность этого процесса остается низкой.
Новый подход
Лаборатория Индера М. Вермы сосредоточилась на получении кроветворных стволовых клеток (HSCs) из iPSCs, которые обладают высокой медицинской ценностью. В новом исследовании команда попыталась лучше воспроизвести изменяющиеся условия, которые в естественных условиях направляют эмбриональные стволовые клетки (ESCs) к становлению HSCs в утробе.
Ученые экспериментировали с различными комбинациями и последовательностями факторов роста и химических соединений, присутствующих в процессе развития человека. Применяя "коктейли" этих факторов к семи линиям человеческих ESCs и iPSCs, они индуцировали образование колоний клеток с молекулярными маркерами клеток крови.
Результаты
С помощью лучшего "коктейля" исследователям удалось обнаружить специфические маркеры крови на 84% клеток после трех недель культивирования. Это значительный скачок в эффективности по сравнению с предыдущими результатами в этой области.
Ограничения и дальнейшие шаги
- Техника производила клетки только миелоидного ростка (красные кровяные клетки и примитивные иммунные клетки, такие как макрофаги). Клетки лимфоидного ростка (T- и B-клетки) не наблюдались.
- Полученная популяция содержала короткоживущие клетки-предшественники и зрелые клетки крови, но не содержала трансплантируемых, способных к неограниченному самообновлению HSCs.
Исследователи предполагают, что существует промежуточный тип пре-гемопоэтических стволовых клеток, который производится ESCs/iPSCs и, в свою очередь, дает начало HSCs. Следующим шагом лаборатории будет поиск точных сигналов созревания, которые превращают эти пре-гемопоэтические клетки в настоящие HSCs.
Как отметил Индер М. Верма, хотя для повышения безопасности клеток для пациентов потребуются дальнейшие усовершенствования, это исследование представляет собой значительный шаг к конечной цели: использованию собственных клеток пациента для восстановления утраченных или больных тканей, например, костного мозга.