Новый способ выращивания кости

Ученые из Калифорнийского Университета Лос-Анджелеса (University of California, Los Angeles (UCLA), США) выяснили, что кость, выращенная из субпопуляции стволовых клеток жировой ткани, получается лучшего качества и формируется быстрее, чем кость, выращенная традиционным методом. Благодаря новому достижению в будущем, возможно, пропадет необходимость в болезненных операциях по трансплантации кости, при которых используется материал, полученный от пациента инвазивным путем. Результаты исследования были опубликованы в журнале Stem Cells Translational Medicine.

«Благодаря своей многочисленности и легкости получения путем липосакции жировая ткань считается идеальным источником мезенхимальных стволовых клеток (МСК), способных развиваться в такие типы тканей, как костная, хрящевая и мышечная», - говорит доктор Чиа Су (Chia Soo), заместитель председателя по исследовательской работе в отделении Пластической и Восстановительной Хирургии в Университете Лос-Анджелеса (UCLA Plastic and Reconstructive Surgery).

При традиционном подходе выделенные из жировой ткани клетки культивируются в течение нескольких недель для изоляции стволовых клеток, способных сформировать кость. Однако в процессе их пролиферации увеличивается риск возникновения инфекции и генетических нарушений. Для выращивания костной ткани также используется фракция свежих некультивированных клеток, называемая стромальной сосудистой фракцией (stromal vascular fraction, SVF). Однако стромальная фракция, выделенная из жировой ткани, чрезвычайно гетерогенна и содержит клетки, не способные сформировать кость.

Группа исследователей под руководством Чиа Су и его коллеги Бруно Поля (Bruno Péault) из Центра Регенеративной Медицины и Исследования Стволовых Клеток Эли и Эдит Броад при Университете Лос-Анджелеса (Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research), использовала клеточный сортер для выделения из жировой ткани и очистки так называемых периваскулярных столовых клеток (human perivascular stem cells (hPSC)), которые оказались более подходящими для формировании кости, чем стромальная сосудистая фракция. Ученые также установили, что фактор роста NELL-1, открытый доктором Канг Тинг (Kang Ting) из Стоматологической Школы Калифорнийского Университета (UCLA School of Dentistry), улучшал процесс формирования кости у животных.

В исследовании на животных Су и Поль поместили периваскулярные стволовые клетки с фактором роста NELL-1 в мышечную сумку – место, где кости в норме не растут. При помощи рентгеновского излучения они определили, какие клетки действительно стали костными.

«Очищенные периваскулярные стволовые клетки человека сформировали более крупную по всем параметрам кость, чем клетки стромальной сосудистой фракции. Эти клетки достаточно многочисленны, поэтому пациенты даже с небольшим избытком жира могут стать донорами собственной жировой ткани», - поясняет Су.

По словам ученого, высококачественные костные трансплантаты, полученные из периваскулярных стволовых клеток собственной жировой ткани, будут доступны для пациентов уже в ближайшем будущем. Периваскулярные стволовые клетки человека с NELL-1 могли бы формировать кость прямо внутри организма пациента, исключая необходимость болезненной пересадки кости.

«Недавние исследования уже продемонстрировали возможность практического использования периваскулярных стволовых клеток в замещении неоднородных типов тканей, в том числе скелетных мышц, легких и даже миокарда, - говорит Поль, специалист по хирургической ортопедии. - Дальнейшие исследования расширят наше представление и сделают возможным использование остеогенного потенциала периваскулярных стволовых клеток для исправления дефектов костей».

По материалам University of California, Los Angeles (UCLA), Health Sciences

Оригинальная статья:
Aaron W. James, Janette N. Zara, Xinli Zhang, Asal Askarinam, Raghav Goyal, Michael Chiang, Wei Yuan, Le Chang, Mirko Corselli, Jia Shen, Shen Pang, David Stoker, Ben Wu, Kang Ting, Bruno Péault, Chia Soo. Perivascular Stem Cells: A Prospectively Purified Mesenchymal Stem Cell Population for Bone Tissue Engineering. Stem Cells Trans Med, June 11, 2012