Исследователи преодолели барьер доставки в стволовые клетки, открывая путь для регенеративной медицины
Новое исследование, опубликованное в Nano Letters, представило метод доставки частиц в стволовые клетки, которые традиционно сложно проникнуть. Это открытие упростит управление и усиление процессов в регенеративной медицине.
Стволовые клетки могут превращаться в различные типы клеток (например, сердечные или нервные), что жизненно важно для регенерации тканей и органов. Чтобы контролировать это превращение (дифференцировку), ученым необходимо перепрограммировать гены клеток, доставляя генетическую информацию в ядро.
Однако стволовые клетки имеют мощную защиту, препятствующую проникновению, что делало их манипуляцию проблематичной.
Решение с помощью наночастиц
Исследователи из Университета Сиань Цзяотун-Ливерпуль (XJTLU) работали с крысиными стволовыми клетками. Ранее команда обнаружила, что наночастицы, несущие генетическую информацию, застревают в пузырьковых везикулах клетки и не могут проникнуть внутрь.
Перепробовав множество методов, ученые обнаружили, что покрытие наночастиц определенным полимером позволяет им эффективно проникать в клетки. Покрытые частицы избегали захвата везикулами и, по-видимому, попадали в клетку более прямым путем.
Ключевые цитаты:
- Д-р Ган Жуань: «Наш новый метод означает, что мы можем доставлять генетическую информацию в стволовые клетки быстрее и эффективнее».
- Д-р Сяовэй Вэнь: «Возможность контролировать дифференцировку клеток этим методом повысит эффективность терапии, уменьшит количество wasted клеток и снизит стоимость лечения».
Преимущества для терапии
Новый подход решает практическую проблему: введенные в организм стволовые клетки часто погибают в течение недели, тогда как на их дифференцировку требуется около четырех недель. Метод позволяет:
- Выращивать и дифференцировать клетки in vitro (вне организма).
- Используя покрытые наночастицы, вставлять специфическую генетическую информацию, направляя превращение в нужный тип клеток.
- Пересаживать уже готовые дифференцированные клетки в поврежденную область для восстановления тканей.
Изучение барьера
Чтобы понять, почему стволовые клетки так трудно проникнуть, команда изучила их клеточные мембраны. Образцы клеток от шести крыс обрабатывали соникатором (миниатюрной пневматической дрелью) для разрушения.
Оказалось, что мембраны стволовых клеток более устойчивы к повреждению по сравнению с другими типами клеток. Предварительные данные показывают, что в их мембранах содержится больше холестерина.
Д-р Жуань: «Дополнительный холестерин делает мембрану более жесткой... Это может объяснять, почему наночастицам так трудно пройти через мембрану стволовых клеток».
Перспективы и ограничения
Хотя открытие является «большим шагом в правильном направлении», до клинического применения метода еще далеко. Необходимо:
- Оптимизировать доставку в клетки.
- Научиться точно контролировать время доставки.
- Провести дополнительные исследования для подтверждения роли холестерина.
Тем не менее, понимание свойств стволовых клеток и новый метод доставки с покрытыми наночастицами будут способствовать развитию и оптимизации будущих регенеративных терапий.