Стволовые клетки как фабрика лекарственных препаратов

Ученые научились использовать стволовые клетки в качестве средства доставки препаратов.

Исследование проводилось командой ученых из Женской Больницы Бригхэм (Brigham and Women's Hospital, США), Гарвардского Института Стволовых Клеток (Harvard Stem Cell Institute, США), Массачусетского Технологического Института (Massachusetts Institute of Technology, MIT, США) и Главной Больницы Массачусетса (Massachusetts General Hospital, США). Ученые внедрили модифицированные фрагменты матричной РНК (мРНК) в мезенхимальные стволовые клетки (МСК) человека и, таким образом, индуцировали в клетках синтез адгезивных поверхностных белков и продукцию интерлейкина-10, противовоспалительной молекулы. Затем исследователи ввели модифицированные клетки в кровоток мыши. Результаты экспериментов показали, что клетки способны были выявлять в организме область воспаления и задерживаться в ней, высвобождая биологически активные вещества, значительно уменьшающие размеры воспалительного отека тканей. Результаты исследования были опубликованы в журнале Blood.

По словам руководителя исследования Джеффри Карпа (Jeffrey Karp), основного преподавателя Гарвардского Института Стволовых Клеток, доцента из Женской Больницы Бригхэм, Гарвардской Медицинской Школы (Harvard Medical School, США) и аффилированного преподавателя из MIT, модифицированные стволовые клетки можно назвать «фабрикой лекарственных препаратов». «Мы нашли способ целенаправленно воздействовать с помощью этих клеток на патологические области организма, где клетки могут синтезировать лекарственные препараты в достаточных концентрациях для оказания терапевтического эффекта», - говорит Карп.

Проведенное исследование уже заинтересовало биофармакологические компании, поскольку разработанный метод позволяет целенаправленно доставлять биологические лекарственные препараты в любые области в организме человека, где возник патологический процесс. Несмотря на то, что биологические лекарственные препараты занимают ведущие позиции в рейтинге продуктов, продаваемых фармакологической индустрией, их применение продолжает вызывать сложности. Подход, предложенный Карпом, может оптимизировать клиническое применение этих препаратов, а также внести ясность в противоречивые результаты клинических испытаний различных методов лечения, связанных с использованием МСК.

При проведении клеточной терапии специалисты могут отдать предпочтение МСК, поскольку эти клетки способны уклоняться от иммунного ответа в организме реципиента. Применение МСК у человека безопасно даже в том случае, если они были получены от донора. Чтобы модифицировать клетки с помощью мРНК, ученые использовали метод доставки РНК и клеточного программирования, который ранее был разработан в лаборатории Мехмета Фатиха Яника (Mehmet Fatih Yanik) из MIT. Метод программирования клеток с помощью мРНК безопасен для организма, поскольку он не вызывает изменений в геноме клеток, что отличает его от методов воздействия на экспрессию генов, основанных на использовании ДНК (с помощью вирусов).

По мнению Орена Леви (Oren Levy), одного из авторов исследования, полученные данные позволяет взглянуть на трансфекцию клеток с помощью мРНК как на новое поколение терапевтических средств, которые будут применяться в клинической практике.

Одна из сложностей применения МСК заключается в том, что они действуют по принципу «бей и беги», поскольку после попадания в кровоток эти клетки очень быстро (в течение нескольких часов или дней) покидают его. Научная группа из Гарварда/MIT продемонстрировала, что привлечение клеток в зону воспаления в течение короткого периода времени оказывает терапевтический эффект, несмотря на то, что клетки быстро покидают кровоток. Главной целью ученых является увеличение продолжительности жизни клеток, и они ищут способ использовать мРНК для синтеза в клетке факторов, способствующие их выживанию.

В ближайшее время ученые планируют более детально изучить предложенный подход, определить ограничения к его использованию, а также оценить возможный потенциал новой разработки.

По материалам Harvard University

Оригинальная статья:
O. Levy, W. Zhao, L. J. Mortensen, S. LeBlanc, K. Tsang, M. Fu, J. A. Phillips, V. Sagar, P. Anandakumaran, J. Ngai, C. H. Cui, P. Eimon, M. Angel, C. P. Lin, M. F. Yanik, J. M. Karp. mRNA-engineered mesenchymal stem cells for targeted delivery of interleukin-10 to sites of inflammation. Blood, 2013; 122 (14): e23 DOI: 10.1182/blood-2013-04-495119