Регенеративная медицина: между прошлым и будущим
25.04.2012
1964
0
19640
Результаты трех независимых исследований показали, что восстановление нормального функционирования клеток волос, глаз и сердца возможно.
На рубеже XX века идея восстановления поврежденных тканей казалась столь неправдоподобной, что Томас Хант Морган (Thomas Hunt Morgan), отчаявшись, что его исследование процессов восстановления дождевых червей сможет быть когда-нибудь применимо к человеку, оставил эту область науки и занялся изучением механизмов наследственности. И хотя в 1933 г. Морган получил Нобелевскую Премию за исследование роли хромосом в наследственности, современные успехи в области регенеративной медицины заставили бы ученого изменить мнение.
Результаты трех недавно опубликованных работ доказывают, что введение новых клеток в организм мыши способствует замещению поврежденных, будь то волосы, глаза или сердце, и помогает восстановить их нормальные функции. Теперь необходимо запустить клинические испытания, чтобы оценить, применима ли методика для терапии человека.
Растущие волосы
Японским ученым удалось вырастить на теле голой мыши волосы различных типов, используя стволовые клетки нормальных мышей с волосяным покровом и людей, страдающих облысением [1]. По словам руководителя исследования Такахаши Тсуджи (Takashi Tsuji), специалиста по восстановительной медицине Токийского Научного Университета (Tokyo University of Science, Япония), данная методика многообещающа в плане лечения облысения у мужчин. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
Использование специальных нейлоновых трубок позволило ученым провести растущий волос сквозь слои кожи и сделать успешным прорастание волоса в 94% случаев. Волосы, выращенные таким образом и взятые для анализа на 2-5 неделях роста, функционировали, как нормальные: они проходили естественный цикл роста и установили связи с мышцами и нервами подлежащей кожи. Кроме того, волосы поднимались над кожей в ответ на нейротрансмиттер ацетилхолин.
Маюми Ито (Mayumi Ito), дерматолог из Нью-Йоркского Университета (New York University, США), обращает внимание на то, что это первое сообщение о воссоздании волосяных фолликулов с использованием клеток человека. Однако для эффективной работы методики учены м необходимо показать, что им по силам увеличить количество фолликулов, способных к росту.
Ночное зрение
Второе исследование, в котором применялись технологии регенерации тканей, помогло восстановить зрение у мышей с врожденной ночной слепотой – наследственным заболеванием сетчатки (части глаза, чувствительной к свету) [2]. Результаты работы, опубликованные в журнале Nature, могут быть использованы в лечении макулярной дегенерации, вызывающей повреждение сетчатки.
Робин Али (Robin Ali), генетик из Университетского Колледжа Лондона (University College London, Великобритания), и его коллеги пересадили предшественники клеток-палочек, ответственных за ночное зрение, в сетчатку мыши, где отсутствовал α-трансдуцин – белок, необходимый для зрения в темноте. В результате в каждом глазу, в норме содержащем 6 миллионов палочек, сформировалось около 26 тыс. специализированных клеток. Из них только 10-15% встроилось в сетчатку, но этого хватило для улучшения зрения.
Исследователи экспериментально оценили эффективность трансплантации, помещая мышей перед вращающейся сеткой с черными и белыми линиями, и показали, что у таких животных выше чувствительность к изменению уровня контраста и расстояния между линиями по сравнению с контрольной группой слепых мышей, которым не производилась трансплантация. Кроме того, мышам с пересаженными клетками-палочками требовалось меньше времени для прохождения водного лабиринта, в котором для обнаружения выхода необходима зрительная информация.
Тем не менее, как объясняет Али, началу клинических испытаний должны предшествовать исследования на животных. В настоящее ученые исследуют эмбриональные стволовые клетки и другие модели макулярной дегенерации, в которых повреждены колбочки – еще один тип клеток сетчатки.
Бьющиеся сердца
Трансплантация стволовых клеток не всегда столь прямолинейна: если процесс внедрения клеток в нужную ткань нарушен, может начаться формирование опухоли. Чтобы избежать этих проблем, исследователи попытались перепрограммировать полностью сформированные зрелые клетки так, чтобы они могли превращаться в другие типы клеток. В исследовании, опубликованном в журнале Nature [3], сообщается, что группа ученых из Калифорнийского Университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco (UCSF), США) смогла достичь подобного в работе с фибробластами сердца.
Дипак Сривастава (Deepak Srivastava), директор Института Сердечно-Сосудистых Заболеваний Гладстона при Калифорнийском Университете Сан-Франциско (UCSF Gladstone Institute of Cardiovascular Disease), руководит исследованием по перепрограммированию фибробластов сердца в кардиомиоциты – мышечные клетки сердца, необратимо повреждающиеся в результате сердечного приступа. Для доставки трех транскрипционных факторов, индуцирующих перепрограммирование клеток взрослой мыши, ученые использовали ретровирус, и улучшили сердечную функцию. Это исследование стало продолжением работы, начатой в 2003 г., когда научная группа Сривастава установила, что мутация в одном из этих транскрипционных факторов, GATA4, является причиной заболеваний сердца в нескольких поколениях семьи, находящейся под его наблюдением [4].
Специалист по регенеративной медицине Роберт Ланца (Robert Lanza), работающий в биотехнологической компании Advanced Cell Technologies (Санта-Моника, Калифорния, США), напоминает, что данная область науки далеко ушла со времен Моргана и стала очень многообещающей: «Эти три исследования – лишь верхушка айсберга. К тому моменту, когда мы постареем, многие терапевтические проблемы будут решаться всего лишь инъекцией клеток».
Модифицированные стволовые клетки, перенесенные лысой мыши, способны обеспечить рост волосяного покрова (фото: Takashi Tsuji/Tokyo University of Science)
Оригинальная статья: Leila Haghighat
По материалам Nature News
Литература:
1. Toyoshima, K. et al. Nature Commun. 3, 784 (2012).
2. Pearson, R. A. et al. Nature (2012).
3. Qian, L. et al. Nature (2012).
4. Garg, V. et al. Nature 424, 443–447 (2003).
На рубеже XX века идея восстановления поврежденных тканей казалась столь неправдоподобной, что Томас Хант Морган (Thomas Hunt Morgan), отчаявшись, что его исследование процессов восстановления дождевых червей сможет быть когда-нибудь применимо к человеку, оставил эту область науки и занялся изучением механизмов наследственности. И хотя в 1933 г. Морган получил Нобелевскую Премию за исследование роли хромосом в наследственности, современные успехи в области регенеративной медицины заставили бы ученого изменить мнение.
Результаты трех недавно опубликованных работ доказывают, что введение новых клеток в организм мыши способствует замещению поврежденных, будь то волосы, глаза или сердце, и помогает восстановить их нормальные функции. Теперь необходимо запустить клинические испытания, чтобы оценить, применима ли методика для терапии человека.
Растущие волосы
Японским ученым удалось вырастить на теле голой мыши волосы различных типов, используя стволовые клетки нормальных мышей с волосяным покровом и людей, страдающих облысением [1]. По словам руководителя исследования Такахаши Тсуджи (Takashi Tsuji), специалиста по восстановительной медицине Токийского Научного Университета (Tokyo University of Science, Япония), данная методика многообещающа в плане лечения облысения у мужчин. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
Использование специальных нейлоновых трубок позволило ученым провести растущий волос сквозь слои кожи и сделать успешным прорастание волоса в 94% случаев. Волосы, выращенные таким образом и взятые для анализа на 2-5 неделях роста, функционировали, как нормальные: они проходили естественный цикл роста и установили связи с мышцами и нервами подлежащей кожи. Кроме того, волосы поднимались над кожей в ответ на нейротрансмиттер ацетилхолин.
Маюми Ито (Mayumi Ito), дерматолог из Нью-Йоркского Университета (New York University, США), обращает внимание на то, что это первое сообщение о воссоздании волосяных фолликулов с использованием клеток человека. Однако для эффективной работы методики учены м необходимо показать, что им по силам увеличить количество фолликулов, способных к росту.
Ночное зрение
Второе исследование, в котором применялись технологии регенерации тканей, помогло восстановить зрение у мышей с врожденной ночной слепотой – наследственным заболеванием сетчатки (части глаза, чувствительной к свету) [2]. Результаты работы, опубликованные в журнале Nature, могут быть использованы в лечении макулярной дегенерации, вызывающей повреждение сетчатки.
Робин Али (Robin Ali), генетик из Университетского Колледжа Лондона (University College London, Великобритания), и его коллеги пересадили предшественники клеток-палочек, ответственных за ночное зрение, в сетчатку мыши, где отсутствовал α-трансдуцин – белок, необходимый для зрения в темноте. В результате в каждом глазу, в норме содержащем 6 миллионов палочек, сформировалось около 26 тыс. специализированных клеток. Из них только 10-15% встроилось в сетчатку, но этого хватило для улучшения зрения.
Исследователи экспериментально оценили эффективность трансплантации, помещая мышей перед вращающейся сеткой с черными и белыми линиями, и показали, что у таких животных выше чувствительность к изменению уровня контраста и расстояния между линиями по сравнению с контрольной группой слепых мышей, которым не производилась трансплантация. Кроме того, мышам с пересаженными клетками-палочками требовалось меньше времени для прохождения водного лабиринта, в котором для обнаружения выхода необходима зрительная информация.
Тем не менее, как объясняет Али, началу клинических испытаний должны предшествовать исследования на животных. В настоящее ученые исследуют эмбриональные стволовые клетки и другие модели макулярной дегенерации, в которых повреждены колбочки – еще один тип клеток сетчатки.
Бьющиеся сердца
Трансплантация стволовых клеток не всегда столь прямолинейна: если процесс внедрения клеток в нужную ткань нарушен, может начаться формирование опухоли. Чтобы избежать этих проблем, исследователи попытались перепрограммировать полностью сформированные зрелые клетки так, чтобы они могли превращаться в другие типы клеток. В исследовании, опубликованном в журнале Nature [3], сообщается, что группа ученых из Калифорнийского Университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco (UCSF), США) смогла достичь подобного в работе с фибробластами сердца.
Дипак Сривастава (Deepak Srivastava), директор Института Сердечно-Сосудистых Заболеваний Гладстона при Калифорнийском Университете Сан-Франциско (UCSF Gladstone Institute of Cardiovascular Disease), руководит исследованием по перепрограммированию фибробластов сердца в кардиомиоциты – мышечные клетки сердца, необратимо повреждающиеся в результате сердечного приступа. Для доставки трех транскрипционных факторов, индуцирующих перепрограммирование клеток взрослой мыши, ученые использовали ретровирус, и улучшили сердечную функцию. Это исследование стало продолжением работы, начатой в 2003 г., когда научная группа Сривастава установила, что мутация в одном из этих транскрипционных факторов, GATA4, является причиной заболеваний сердца в нескольких поколениях семьи, находящейся под его наблюдением [4].
Специалист по регенеративной медицине Роберт Ланца (Robert Lanza), работающий в биотехнологической компании Advanced Cell Technologies (Санта-Моника, Калифорния, США), напоминает, что данная область науки далеко ушла со времен Моргана и стала очень многообещающей: «Эти три исследования – лишь верхушка айсберга. К тому моменту, когда мы постареем, многие терапевтические проблемы будут решаться всего лишь инъекцией клеток».
Модифицированные стволовые клетки, перенесенные лысой мыши, способны обеспечить рост волосяного покрова (фото: Takashi Tsuji/Tokyo University of Science)
Оригинальная статья: Leila Haghighat
По материалам Nature News
Литература:
1. Toyoshima, K. et al. Nature Commun. 3, 784 (2012).
2. Pearson, R. A. et al. Nature (2012).
3. Qian, L. et al. Nature (2012).
4. Garg, V. et al. Nature 424, 443–447 (2003).
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
