Стволовые клетки костного мозга помогут вылечить пациентов с инфарктом

Многие люди, перенесшие инфаркт миокарда, спустя годы оказываются в больнице из-за развития у них сердечной недостаточности. В этом случае прогноз часто неблагоприятный, поскольку врачи ограничены в выборе терапевтических подходов к лечению этих больных. Результаты нового исследования ученых из Сердечно-сосудистого Исследовательского Центра при Медицинской Школе Темпльского Университета (Temple University School of Medicine's Cardiovascular Research Center, CVRC, США) показали, что стволовые клетки, полученные из кортикальной или компактной костной ткани, можно использовать в качестве альтернативного метода регенерации сердечной ткани, поскольку они восстанавливают поврежденный орган даже с большей эффективностью, чем собственные клетки сердца пациента.

Результаты исследования, проведенного под руководством Стивена Р. Хаузера (Steven R. Houser), члена Американской Ассоциации Сердца (American Heart Association), заведующего кафедрой физиологии Темпльского Университета, директора CVRC, свидетельствуют о том, что настало время изучать кортикальные стволовые клетки костного мозга (cortical bone-derived stem cells, CBSCs). Данные, полученные его научной группой, можно использовать при разработке новых методов клеточной терапии заболеваний сердца. Результаты исследования были опубликованы в журнале Circulation Research.

Одной из основных сложностей при лечении пациентов с инфарктом миокарда является необходимость раннего начала терапии. Это позволяет во много раз снизить вероятность развития осложнений в отдаленные сроки после инфаркта, в частности, возникновение сердечной недостаточности. По словам Хаузера, стратегия лечения пациентов с инфарктом миокарда заключается в том, чтобы как можно быстрее после развития острого состояния ввести в их организм стволовые клетки. Но пока эффективность такого терапевтического подхода была доказана только на модели заболевания на лабораторных животных. По мнению Хаузера, чтобы метод лечения «заработал» на людях, необходимо, чтобы клетки из лаборатории сразу попадали к лечащим врачам и их пациентам.

CBSCs можно эффективно применять для клеточной терапии пациентов с инфарктом миокарда. Считается, что среди всех типов стволовых клеток свойство плюрипотентности в большей степени выражено именно у этих клеток. CBSCs и аналогичные им плюрипотентные стволовые клетки сохраняют способность превращаться в клетки любого типа, необходимые организму, и иногда обновляют пул зрелых клеток, что делает их особенно привлекательными в качестве терапевтических средств. Однако их недостатком является способность «терять курс» и, возможно, оставаться не в тех тканях, куда их изначально планировалось доставить. С другой стороны, стволовые клетки сердца более детерминированы и ограничены в вариантах своего развития. Чтобы эти клетки активировались, на них сначала необходимо воздействовать, однако данный тип клеток с большей степенью вероятности останется в той ткани, в которой он изначально находится.

Задачей ученых было установить, как CBSCs ведут себя на ранних этапах после проникновения в ткани сердца. Для этого исследовательская команда под руководством аспиранта Джейсона Дюрана (Jason Duran) из Темпльского Университета получила CBSCs из большеберцовых костей мышей. Линия мышей, использованная в этих экспериментах, была генетически модифицирована с помощью введения зеленого флюоресцентного белка. Таким образом, полученные клетки обладали зеленой меткой, что позволило впоследствии их идентифицировать. Затем клетки были размножены в чашках Петри в лабораторных условиях и введены непосредственно в сердце обычных лабораторных мышей, у которых был смоделирован инфаркт миокарда. В организм некоторых мышей вместо CBSCs были введены стволовые клетки сердца.

Научная группа наблюдала за состоянием здоровья мышей в течение нескольких недель, и результаты их исследований показали, что CBSCs обладали рядом преимуществ, по сравнению со стволовыми клетками сердца. CBSCs активировали развитие новых кровеносных сосудов в поврежденных тканях, и спустя шесть недель после введения они дифференцировались в мышечные клетки сердца. Несмотря на то, что новые клетки сердца были меньших размеров, чем собственные клетки сердца, они обладали такими же функциональными способностями, а также улучшали выживание клеток сердца и сердечную функцию. Описанные изменения не наблюдались в подгруппе мышей, в организм которых были введены стволовые клетки сердца. Кроме того, не было получено доказательств, что введенные стволовые клетки сердца прошли стадию дифференцировки.

Полученные результаты противоречат общепринятому представлению, что стволовые клетки сердца, поскольку они сохраняются в сердце, являются теми клетками, которые лучше, чем другие типы клеток, восстанавливают поврежденную сердечную ткань. Именно по этой причине, по мнению Хаузера, новая статья может вызвать споры.

Чтобы разрешить хотя бы некоторые из этих вопросов, исследовательская команда под руководством Хаузера планирует изучить эффективность и безопасность применения CBSCs на модели инфаркта миокарда у большого числа животных. Если экспериментальное лечение будет эффективным, можно будет провести клиническое испытание нового терапевтического подхода на небольшой выборке пациентов. У человека CBSCs планируется получать из крупных костей с помощью метода, напоминающего метод аспирации костного мозга. Этот способ намного проще, чем методы, которые применяются для изоляции стволовых клеток сердца. Клетки будут получены от здоровых доноров, что увеличивает риск развития реакции «трансплантат против хозяина», но их можно будет сразу после госпитализации вводить в организм пациента, пережившего инфаркт, в условиях стационара.

Метод клеточной терапии, разрабатываемый исследовательской командой под руководством Хаузера, является только одним из нескольких терапевтических подходов к лечению пациентов с заболеваниями сердца, исследуемых специалистами из CVRC. По словам Хаузера, Темпльский Университет принял на себя обязательство проводить исследования сердечно-сосудистых заболеваний с проведением клинической инициативы, основной задачей которой является лечение пациентов. Специалисты из Темпльского Университета изучают различные подходы и средства для безопасного восстановления сердечной мышцы. Другие направления исследований включают генную терапию, лекарственную терапию и применение инновационных биоматериалов с целью повышения эффективности доставки лекарственных препаратов.

По материалам Temple University Health System

Оригинальная статья:
J. M. Duran, C. A. Makarewich, T. E. Sharp, T. Starosta, F. Zhu, N. E. Hoffman, Y. Chiba, M. Madesh, R. M. Berretta, H. Kubo, S. R. Houser. Bone-Derived Stem Cells Repair the Heart After Myocardial Infarction Through Transdifferentiation and Paracrine Signaling Mechanisms. Circulation Research, 2013; 113 (5): 539 DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.113.301202