Клеточная терапия обращает возрастной остеопороз у мышей

Представьте себе, что всего одна инъекция стволовых клеток может восстановить нормальную структуру костной ткани у пациента, страдающего возрастным остеопорозом (типа II). Результаты исследования ученых из Университета Торонто (University of Toronto, Канада) и Городской больницы Оттавы (Ottawa Hospital, Канада), опубликованные в журнале STEM CELLS Translational Medicine, свидетельствуют о том, что это станет возможным уже в недалеком будущем.

От остеопороза страдает более 200 млн. людей во всем мире и, в отличие от постменопаузального остеопороза (типа I), возникающего у женщин после менопаузы, возрастной остеопороз (типа II), может с равной степенью вероятности развиваться как у женщин, так и у мужчин. При возрастном остеопорозе уменьшается внутренняя структура кости, в результате этого кости становятся тоньше, снижается их плотность, и они теряют свою функцию. Ежегодно из-за этого заболевания около 8,9 млн. человек в мире переносят переломы костей. Перелом шейки бедра – один из наиболее распространенных переломов у пациентов со II типом остеопороза, который значимо ограничивает способность человека к передвижению и может оказаться смертельным для некоторых пострадавших.

Но как инъекция стволовых клеток может обратить вспять разрушительное действие возраста на кости человека?

Профессор Уильям Стэнфорд (William Stanford), один из авторов исследования, в предыдущих исследованиях продемонстрировал причинно-следственную связь между развитием у мышей возрастного остеопороза и низкой концентрацией или наличием дефектных мезенхимальных стволовых клеток (МСК) у этих животных.

«Мы предположили, что, если дефектные МСК ответственны за развитие остеопороза, то трансплантация здоровых МСК должна предотвратить или вылечить остеопороз у этих животных», – говорит Стэнфорд, старший научный сотрудник Городской больницы Оттавы и профессор Университета Оттавы (University of Ottawa, Канада).

Чтобы проверить эту теорию, исследователи вводили мышам с моделью остеопороза МСК, полученные от здоровых мышей. Стволовые клетки – это клетки, способные к делению и дифференцировке во все типы клеток в организме. МСК могут давать начало клеткам костной ткани и, кроме того, они обладают второй уникальной особенностью, которая идеально подходит для разработки терапии заболеваний человека: эти стволовые клетки можно трансплантировать от одного человека к другому без необходимости поиска подходящего донора (что нужно, например, при переливании крови) и без риска развития реакции «трансплантат против хозяина».

Через шесть месяцев после инъекции, что составило четверть продолжительности жизни этих животных, костная ткань, пораженная остеопорозом, сменилась на здоровую функциональную кость.

По словам ученых, архитектура костной ткани серьезно нарушается при остеопорозе, и проводя исследование костей животных, которым была сделана инъекция, они обнаружили тончайшую внутреннюю коралло-подобную архитектуру костной ткани, что свидетельствует о том, что кость была восстановлена до состояния, близкого к нормальной костной ткани.

Результаты этого исследования могут привести к созданию новой парадигмы терапии остеопороза или помочь отсрочить начало этого заболевания на неопределенный срок. В настоящее время существует только один коммерчески доступный лекарственный препарат для терапии остеопороза II типа, сохраняющий эффективность в течение двух лет своего применения.

Сейчас не проводится никаких клинический испытаний стволовых клеток на человеке, оценивающих их безопасность и эффективность при системном лечении остеопороза. Однако, долгосрочные результаты исследования указывают на то, что даже одна доза стволовых клеток может стать эффективным лекарством от остеопороза на долгий период времени.

«В настоящее время мы проводим вспомогательные клинические испытания с исследовательской группой из США, во время которых пожилым пациентам были введены МСК с целью изучения возможных исходов этого лечения. Мы сможем исследовать образцы крови этих пациентов на наличие биологических маркеров роста костей и костной реабсорбции», – говорит доктор Джефф Кирнан (Jeff Kiernan), один из авторов исследования.

По словам Стэнфорда, если при проведении вспомогательных испытаний будет продемонстрировано улучшение состояния костей после проведения терапии, то в течение следующих 5 лет могут начаться более крупные специализированные испытания.

Стволовые клетки были впервые обнаружены в начале 1960-х гг. профессорами Джеймсом Е. Тиллом (James E. Till) и Эрнстом МакКаллохом (Earnest McCulloch) из Университета Торонто. Университет Торонто продолжает оставаться мировым лидером в области исследований стволовых клеток.

При возрастном остеопорозе внутренняя структура кости изменяется, в результате чего кости становятся тоньше, снижается их плотность, и они теряют свою функцию. (фото: © cray7 / Fotolia)

По материалам University of Toronto

Оригинальная статья:
Jeffrey Kiernan, Sally Hu, Marc D. Grynpas, John E. Davies, William L. Stanford. Systemic Mesenchymal Stromal Cell Transplantation Prevents Functional Bone Loss in a Mouse Model of Age-Related Osteoporosis. Stem Cells Trans Med, March 17, 2016 DOI: 10.5966/sctm.2015-0231