Стволовые клетки в трехмерном пространстве

Ученые из Датского Центра Стволовых Клеток (The Danish Stem Cell Center, DanStem) при Университете Копенгагена (University of Copenhagen) выяснили, как наилучшим образом вырастить из стволовых клеток инсулин-продуцирующие клетки поджелудочной железы. Полученная информация в будущем может помочь при лечении диабета методом клеточной терапии.

Результаты исследований опубликованы в журнале Cell Reports.

Стволовые клетки – эффективный инструмент для клиницистов, который может позволить вырастить необходимую ткань человеческого организма или восстановить ее после повреждения. Обнаруженный учеными факт, что рост клеток улучшается в трехмерной среде, очень важен для развития клеточной терапии.

«Качество клеток, выращенных в двумерной среде, недостаточно высоко, поэтому мы разработали трехмерную культуральную среду на основе желатина для имитации среды в эмбрионе. Помещая клетки в трехмерное окружение и обеспечивая им соответствующие условия роста, мы смогли достичь лучших результатов», - рассказывает профессор Анне Грапин-Боттон (Anne Grapin-Botton) из Датского Центра Стволовых Клеток, получившая результаты совместно с коллегами из Швейцарии и Бельгии.

Международная группа исследователей надеется, что полученная информация о трехмерной среде для выращивания клеток поможет при разработке методов клеточной терапии для лечения сахарного диабета. Кроме того, в будущем эти данные могут быть использованы при разработке методов лечения хронических заболеваний таких органов, как легкие или печень. Подобно поджелудочной железе, бета-клетки которой вырабатывают инсулин, эти органы также развиваются в трехмерном пространстве.

От стволовых клеток к специализированным

Ученые занимались исследованием того, как трехмерная организация ткани поджелудочной железы на ранних стадиях эмбрионального развития влияет на процесс специализации стволовых клеток.

«Можно сказать, что поджелудочная железа подобна деревцу с ветвями. Стволовые клетки располагаются вдоль «ветвей» и нуждаются в поддержании древовидной структуры органа для правильного формирования инсулин-продуцирующих клеток. Результаты нашего исследования позволяют предположить, что в лабораторных условиях бета-клетки лучше развиваются из стволовых клеток при культивировании в трехмерном пространстве, чем в плоской чашке Петри», - объясняет профессор Грапин-Боттон.

«Попытки вырастить функциональные бета-клетки в двумерном пространстве, к несчастью, чаще всего приводят к получению плохо работающих клеток. Наши результаты развития трехмерной культуры многообещающи и являются важным шагом на пути развития клеточной терапии для лечения диабета», - продолжает ученый.

Работа проведена при финансовой поддержке фонда Novo Nordisk Foundation (Дания), Национального Исследовательского Фонда Швейцарии (Swiss National Research Foundation) и Национальных Институтов Здоровья (National Institute of Health) (США).

В лабораторных условиях бета-клетки поджелудочной железы лучше развиваются из стволовых клеток при культивировании в трехмерном пространстве. (фото: Joan Goulley)

По материалам University of Copenhagen

Оригинальная статья:
Cedric Cortijo, Mathieu Gouzi, Fadel Tissir, Anne Grapin-Botton. Planar Cell Polarity Controls Pancreatic Beta Cell Differentiation and Glucose Homeostasis. Cell Reports, 2012; DOI: 10.1016/j.celrep.2012.10.016