Ученые из МГУ разработали новый способ получения каркаса для стволовых клеток, который можно будет имплантировать пациенту для наращивания недостающих тканей и органов. Результаты работы описаны в статье, опубликованной в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Стволовые клетки, способные делиться и превращаться в любые другие типы клеток, сегодня являются главным инструментом восстановительной медицины. Благодаря этому их можно использовать, чтобы выращивать ткани и даже целые органы. Однако для этого нужен особый 3D-каркас, который придется имплантировать пациенту.
В живых организмах роль такого каркаса играет внеклеточный матрикс — сеть, состоящую из белков коллагена и фибронектина. Она заполняет пространство между клетками, становясь их механической опорой. Известно, что синтезировать ее могут прежде всего мезенхимальные стромальные клетки. Наработав с их помощью матрикс, ученые удалили из него все клетки и проверили, как на нем приживутся тканеспецифичные мультипотентные стволовые клетки.
Эксперимент показал, что клетки активировались, стали готовиться к делению и эффективнее отвечать на сигналы, запускающие их дифференцировку. Этот результат оказался намного выше, чем в случае с матриксом, наработанным фибробластами. Чтобы выяснить механизм процесса, исследователи проанализировали соотношение молекул, передающих информацию «от сигнала к действию» внутри клетки, а также уровни белков-участников сигнальных каскадов в стволовых клетках до и после выращивания на матриксе. Оказалось, что при посадке на матрикс клетки переходили из состояния покоя в состояние готовности к дифференцировке.
Ученые давно ищут способ эффективного получения внеклеточного матрикса для поддержки клеток и управления их поведением. Новый подход позволит избежать реакции иммунной системы пациента на фрагменты чужеродной ДНК, т.е. по сути, на трансплантат. Эта методика получения внеклеточного матрикса с помощью мезенхимных стромальных клеток может помочь в создании новых биоматериалов, способных стимулировать регенерацию тканей за счет управления дифференцировкой стволовых клеток.