Лечение сосудистых заболеваний с помощью клеточной стратегии

Исследователи из Weill Cornell Medical College открыли способ перепрограммирования диагностических клеток из пренатального амниоцентеза в стабильные эндотелиальные клетки. Эти клетки способны регенерировать повреждённые кровеносные сосуды и восстанавливать травмированные органы.

Исследование, опубликованное в журнале Cell, описывает потенциальную терапию будущего. Клетки амниотической жидкости, ежегодно собираемые при тысячах процедур амниоцентеза (для анализа хромосом плода), с согласия пациенток можно будет перепрограммировать с помощью трёх генов в миллиарды эндотелиальных клеток — клеток, выстилающих всю кровеносную систему. Новые клетки можно будет замораживать и хранить в банках, как кровь, и вводить пациентам простой инъекцией для восстановления сосудов.

Если эффективность подтвердится в будущих исследованиях, эта терапия может значительно улучшить лечение заболеваний, связанных с повреждением сосудистой системы: болезней сердца, инсульта, лёгочных заболеваний (например, эмфиземы), диабета и травм.

Потенциал эндотелиальных клеток

Повреждённые сосуды не могут восстанавливать питаемые ими органы, но инфузия новых эндотелиальных клеток — может. Эти клетки не просто формируют «трубопровод» для крови, но и производят факторы роста, активно участвующие в поддержании, ремонте и регенерации органов.

Доказательство концепции на модели мышей

Исследователи доказали, что эндотелиальные клетки, перепрограммированные из человеческих амниотических клеток, могут приживаться в повреждённой печени мышей, формируя стабильные, нормальные и функциональные кровеносные сосуды. Эти клетки также производили уникальные факторы роста для регенерации клеток печени.

Эффективность метода

Из 100 000 амниотических клеток за несколько недель удалось вырастить более шести миллиардов новых аутентичных эндотелиальных клеток. При введении мышам значительная часть этих клеток успешно приживалась и начинала строить новые сосуды.

«Принцип Златовласки» в клеточном перепрограммировании

Амниотические клетки оказались идеальным исходным материалом («принцип Златовласки»):

• Они не такие пластичные и нестабильные, как эндотелиальные клетки, полученные из эмбриональных стволовых клеток (что может приводить к образованию опухолей).
• Они не такие «упрямые», как клетки, полученные путём перепрограммирования дифференцированных взрослых клеток (процесс крайне неэффективен).

Ключ к успеху: три гена

Учёные идентифицировали три гена из семейства E-twenty six (ETS), экспрессирующихся во время развития сосудов. Перенос этих генов в зрелые амниотические клетки с последующим «выключением» одного из них привёл к эффективному перепрограммированию 20% клеток в эндотелиальные. Это намного выше, чем менее 1% при текущих стратегиях перепрограммирования взрослых клеток. Полученные клетки не были опухолегенными.

Широкие перспективы и банки клеток

• Используя другие факторы транскрипции, амниотические клетки потенциально можно перепрограммировать в клетки многих других тканей: печени (гепатоциты), сердца (кардиомиоциты), мозга (нейроны) и т.д.
• Эндотелиальные клетки можно будет получать из амниотических клеток генетически разнообразных доноров. Подбор клеток для пациента будет аналогичен подбору по группе крови, основываясь на типе человеческих лейкоцитарных антигенов (HLA). Это позволит создавать банки клеток, представляющие различные этнические группы.

На открытие подана патентная заявка. По оценкам авторов, для доклинических исследований с целью получения разрешения FDA на клинические испытания на людях может потребоваться около четырёх лет.