Отглеждане на хрущялна тъкан от стволови клетки на пациенти
Учени от Медицинския център на университета Дюк и изследователите на Pratt School of Engineering са открили нов растежен фактор, който прави много по-лесно получаването на хрущял от стволови клетки, изолирани от човешка мастна тъкан.
Намирането на такива растежни фактори е ключово в тъканното инженерство, тъй като клиничните приложения изискват правилните клетки да растат бързо и в големи количества.
В това изследване стволовите клетки (СК) са изолирани от мастна тъкан, получена от липосукция. Тези клетки се култивират със смес от различни растежни фактори, добавени към средата, за да се стимулира тяхната диференциация в хрущялни клетки.
Изследователите първо са използвали растежен фактор, наречен костен морфогенетичен протеин 6 (BMP-6), който обикновено регулира процеса на осификация (осификация) на меките глави на дългите кости, които влизат в контакт с хрущялната тъкан в ставите. Установено е, че добавянето на BMP-6 към средата значително увеличава производството на два важни биохимични маркера на хрущялната тъкан от клетките. Експресията на компонента на ставния хрущял agrecan се увеличава с 205 пъти, а експресията на типа колаген, специфичен за хрущялната тъкан, се увеличава с 38 пъти.
Резултатите от това изследване могат да бъдат използвани като основа за метода за отглеждане на хрущялна тъкан за лечение на заболявания и увреждания на ставите. Един от възможните подходи е да се получат стволови клетки на пациента и от тях да се отгледат необходимото количество хрущялни клетки, които след това да се инжектират в мястото на нараняване. Друга стратегия включва генетична модификация на СК на пациента чрез вмъкване в тях на ген, който регулира производството на BMP-6. Въведени в мястото на увреждане, такива клетки ще стимулират регенерацията на хрущялната тъкан.
Повредата на хрущяла е трудна за възстановяванелечение, поради недостатъчна инервация и недостатъчно снабдяване на тази тъкан с кръв и лимфа, както и ограничена способност за възстановяване. Съвременните методи на лечение, като микрофрактури или трансплантация на хрущял, не са достатъчно ефективни.
Учените от университета Дюк разработват нов подход през последните пет години - те отглеждат стволови клетки чрез добавяне на различни хранителни вещества, витамини и растежни фактори към хранителната среда. По този начин те успяват да постигнат насочена диференциация на СК в нервни, хрущялни и костни клетки.
В последната серия от експерименти алгинатните микросфери също бяха поставени в културалната среда с BMP-6, която играеше ролята на триизмерен субстрат, който насърчава клетъчната диференциация в хрущялна тъкан.
Друго интересно откритие, направено от учени от университета Дюк е, че СК, изолирани от мастна тъкан, се различават значително от мезенхимните СК, изолирани от костен мозък. Последните, когато се добавят към културалната среда на BMP-6, се диференцират в клетки от костна, а не хрущялна тъкан.
Учените смятат, че по-нататъшните изследвания ще повишат допълнително ефективността на диференциацията на SC в клетките на хрущялната тъкан. Особено предимство на техния метод за лечение на ставни заболявания е, че ще се използват собствени клетки на пациента, което означава, че няма нужда да се притеснявате за опасност от отхвърляне или предаване на инфекция.