Найден новый способ искусственного выращивания гемопоэтических стволовых клеток

Мария Портнягина

Найден новый способ искусственного выращивания гемопоэтических стволовых клеток

Американские ученые разработали метод, который позволяет успешно культивировать гемопоэтические стволовые клетки в искусственной среде. Причем применять его собираются не только для трансплантаций, но и в борьбе со старением.

Уже не первое десятилетие ученые пытаются решить вопрос, как получить подходящие для пересадки гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), буквально выращенные в чашке Петри. Сам процесс называется культивированием. А механизм зовется ex vivo и подразумевает манипуляции с живой тканью в искусственной среде.

Ученые, впрочем, смотрят еще дальше: научные силы сейчас брошены на исследования по размножению ГСК пуповинной крови. Это направление считается многообещающим. Проблема в том, что из пуповинной крови не получить тот же объем ГСК для пересадки, как при их заборе из периферической крови. А вот если нарастить их число искусственно, тогда пуповинная кровь может стать заметным конкурентом трансплантатам, полученным от доноров.

— В принципе пересадка большего объема клеток приводит к меньшему числу осложнений и увеличивает шансы на благоприятный исход лечения, — отмечает доктор Роберт Сигнер из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего, который вместе с коллегами занимается культивированием ГСК ex vivo.

Препятствий на этом пути масса. Исследователи экспериментируют с различными питательными средами, стимуляторами, пытаясь таким образом воссоздать среду костного мозга. Однако до недавних пор их усилия не давали желаемого результата.

Команда Сигнера, наблюдая за этими патологическими изменениями, пыталась разобраться, что именно их провоцирует и как им воспрепятствовать. В ходе экспериментов на мышах было выявлено, что ответом на стресс становится усиленная выработка в ГСК белка теплового шока HSF1.

Вообще белки теплового шока активно вырабатываются в клетках, несмотря на название, не только при повышении температуры, но и при других стрессовых факторах — инфекциях, воспалениях, отравлениях, облучении и т. д. Эти белки помогают нормализовать процессы синтеза и распада других белков, а еще отвечают за утилизацию поврежденных белков.

Далее группа под руководством Сигнера обнаружила два типа молекул, которые способны в еще большей степени усилить, или, используя термин самих авторов, «суперактивировать», выработку HSF1. Исследователи добавили их в культивируемые ГСК, и это помогло восстановить баланс белкового состава клеток. Причем результат был подтвержден и на ГСК человека.

— Теперь мы можем сохранять высококачественные гемопоэтические стволовые клетки в культуре в течение длительного времени, — заявляет Сигнер.

Следующий шаг, по его словам, — выяснить, каким будет влияние этой «добавки», если провести трансплантацию таких культивированных ГСК.

Помимо этого команда Сигнера в ходе исследования установила, что HSF1 имеет значение не только в культивировании ГСК ex vivo. Как выяснилось, он неактивен в ГСК у молодых людей, зато у пожилых его выработка активируется: он помогает поддерживать здоровыми клетки в костном мозге. Ученые предполагают, что «суперактивация» этого белка при старении тоже может оказаться полезной, в том числе для предотвращения гематологических заболеваний и для повышения иммунитета.