Архив тегов: стволовые клетки

Субпопуляция макрофагов поддерживает молодость кроветворных стволовых клеток

Простагландины «охраняют» кроветворные стволовые клетки, усиливая синтез ингибирующего фактора мезенхимальными клетками костного мозга.

Глубоко в костном мозге «скрываются» очень нужные нашему организму кроветворные стволовые клетки. Они терпеливо ждут того часа, когда смогут начать пролиферировать и дифференцироваться, например, в миллиарды зрелых клеток иммунной системы, чтобы помочь организму справиться с инфекцией, или в эритроциты при низком уровне кислорода на больших высотах. Но даже в таких чрезвычайных ситуациях организм следует долгосрочному плану: он сохраняет в резерве недифференцированные стволовые клетки для будущих нужд и на случай кризиса.

Группа под руководством профессора кафедры иммунологии Научно-исследовательского института Вайцмана (Weizmann Institute of Science) Цвее Лапидота (Tsvee Lapidot) только что открыла новый тип клеток, предотвращающих несвоевременную дифференциацию стволовых. В статье, опубликованной в журнале Nature Immunology, Лапидот и его коллеги описывают, как эта редкая и ранее неизвестная подгруппа активированных иммунных клеток поддерживает «вечно юное» состояние стволовых клеток костного мозга.

Кроветворные стволовые клетки живут в костном мозге в полном комфорте, окруженные свитой из поддерживающих – мезенхимальных – клеток, обслуживающих их потребности и направляющих их развитие. Открытый израильскими учеными новый вид клеток, поддерживающих стволовые, – это представители боковой ветви семейства клеток иммунной системы макрофагов (если буквально, то «больших едоков»), которые выполняют важную функцию удаления из организма патогенных бактерий. Однако эта редкая субпопуляция макрофагов костного мозга играет другую роль. Каждый из таких макрофагов может взять стволовую клетку под свое крыло и предотвратить ее дифференциацию.

Ученым удалось во всех подробностях выяснить, как именно эти макрофаги охраняют стволовые клетки. Они отличаются высокой экспрессией фермента циклооксигеназы ЦОГ-2 (cyclooxygenase COX-2) – катализатора первого этапа синтеза простагландинов. Как результат цепочки биохимических событий эти вещества, в конечном итоге, задерживают дифференциацию стволовых клеток: простагландины, в данном случае PGЕ2, поглощаются находящимися вблизи макрофагов стволовыми и прогениторными клетками и предотвращает их истощение, ограничивая образование активных форм кислорода путем подавления активности киназы Akt; кроме того, простагландины воздействуют на соседние мезенхимальные клетки, активируя секрецию ими другого задерживающего дифференциацию вещества (хемокина CXCL12), и стимулируют образование рецепторов этого вещества на стволовых клетках.

Как считает профессор Лапидот, эта функция может помогать неделящимся стволовым клеткам выживать при химиотерапии – общеизвестное явление. Макрофаги тоже переживают ее воздействие и отвечают на этот стресс увеличением выброса простагландинов, проявляя, таким образом, повышенную бдительность в защите стволовых клеток.

Макрофаги-телохранители усиливают свою активность и при инфекции. В то время как другие члены семейства макрофагов занимаются борьбой с патогенами, их родственники в костном мозге напряженно работают над обеспечением того, чтобы пул стволовых клеток не поддался искушению дифференцироваться.

В предыдущей работе лаборатории профессора Лапидота было установлено, что лечение простагландинами может увеличить количество и улучшить качество стволовых клеток. Этот факт в настоящее время проверяется врачами в ходе клинических испытаний трансплантации стволовых клеток пуповинной крови как метода лечения лейкемии. Первые полученные данные подтверждают, что предварительное назначение простагландинов усиливает их миграционный и репопуляционный потенциал, позволяя получать более высокие результаты.

«Изучение интригующей связи между иммунными и стволовыми клетками, возможно, позволит усилить поддержку стволовым клеткам костного мозга», — предполагает Лапидот. «Понимание механизмов, работающих в этих клетках, может повысить эффективность трансплантации стволовых клеток, в частности, клеток пуповинной крови».

Аннотация к статье Monocytes-macrophages that express α-smooth muscle actin preserve primitive hematopoietic cells in the bone marrow

 

Источник: LifeSciencesToday по материалам Stem Cell Bodyguards

 

Индуцированные стволовые клетки помогли найти способ лечения синдрома Марфана

Синдром Марфана – наследственное заболевание, вызванное дефектом гена, кодирующего фибриллин-1. Болезнь проявляется множественными нарушениями строения скелета, дилатацией аорты и иногда эктопией хрусталика. Хотя первоначально молекулярный патогенез синдрома Марфана связывали со структурной слабостью богатых фибриллином микрофибрил внеклеточного матрикса, более современные исследования показали, что значительная часть нарушений при синдроме Марфана является результатом изменения сигнального пути TGFβ. Вызывающая болезнь мутация в гене фибриллина-1 связана с ростом активности и биодоступности TGF-β1, что, видимо лежит в основе фенотипического сходства проявлений синдрома Марфана и марфаноподобных заболеваний, причиной которых является мутация в рецепторах к TGFβ.

Объединенная группа американских ученых из StanfordUniversityи итальянских ученых из Universita’ degliStudidiNapoliFedericoII в предыдущих исследованиях показали, что уникальный скелетный фенотип человеческих эмбриональных стволовых клеток, несущих моногенную мутацию в гене фибриллина-1 (MFS-клетки), полностью совпадает с фенотипом клеток, дифференцировавшихся из независимо полученных из фибробластов пациентов с синдромом Марфана ндуцированных плюрипотентных стволовых клеток (MFS-ИПСК).

В данном исследовании ученые поставили цель определить, как биохимические характеристики таких клеток влияют на взаимодействия между сигнальными путями TGFβи BMP.

Результаты исследования показали, что активация сигналинга TGFβ, наблюдаемая в MFS-клетках, подавляет в них эндогенный BMP-сигналинг. Однако экзогенный BMP противостоит усилению сигналинга TGFβ в обоих типах исследуемых клеток и таким образом сохраняет их способность вступать в остеогенную дифференцировку.

Таким образом, данное исследование пролило свет на молекулярные механизмы, лежащие в основе патогенеза утраты костной ткани и нарушений формирования скелета при заболеваниях, связанных с мутацией в гене фибриллина-1. Полученные данные могут быть использованы при лечении синдрома Марфана и подобных заболеваний.

Материалы исследования представлены в статье QuartoN, et al. Exogenous Activation of BMP-2 Signaling Overcomes TGFβ-Mediated Inhibition of Osteogenesis in Marfan Embryonic Stem Cells and Marfan Patient Specific Induced-Pluripotent Stem Cells. Stem Cells. 2012 Oct 4. doi: 10.1002/stem.1250. [Epub ahead of print]

 

Источник: http://www.stemcells.ru/

Физические упражнения втрое повышают выживаемость после трансплантации костного мозга

Трансплантация костного мозга (ТКМ) несет достаточно высокий риск смертности, отчасти связанный с неблагоприятными побочными эффектами миелоаблятивного режима прекондиционирования.

Канадские ученые из DepartmentofKinesiology, McMasterUniversity в недавнем исследовании показали повышение выживаемости и пролиферации трансплантированных стволовых клеток у пациентов, выполнявших физические упражнения. Возможно, это связано с улучшением качества ниши (микроокружения) стволовых клеток. Целью данного исследования было установить, в какой степени физическая активность реципиентов может увеличить успешность ТКМ.

Работа выполнена на мышах. Часть животных-реципиентов вела обычный малоподвижный образ жизни, другая часть тренировалась на бегущей дорожке в течение 8 недель по 3 дня в неделю. После этого мышей подвергали прекондиционированию по стандартной схеме и трансплантировали костный мозг от генетически меченых GFP доноров.

При помощи поточной цитометрии измеряли реконституцию иммунной системы мышей реципиентов (как за счет донорских, так и за счет собственных стволовых клеток), а также через 1 и 4 дня после ТКМ апоптоз, число клеток и хоуминг донорских стволовых клеток в костный мозг.

Тогда как выживаемость малоподвижных мышей составила лишь 25%, из упражнявшихся мышей после ТКМ выжило 82%. Хоуминг донорских СК в первый день после ТКМ не отличался у мышей обеих групп, но у тренировавшихся мышей было на 10% меньше содержание активированной каспазы-3/-7, в результате чего выживаемость клеток костного мозга была значительно лучше. Уменьшение апоптоза СК приводило к росту общей реконституции клеточного состава крови через месяц и три месяца после ТКМ (на 42% и 43% соответственно). При этом кратко- и долговременная приживаемость донорских клеток не отличалась у мышей обеих групп.

Полученные в исследовании данные говорят о том, что предварительные физические упражнения значительно повышают выживаемость реципиентов после трансплантации костного мозга за счет роста общей реконституции клеточного состава крови.

МатериалыисследованияпредставленывстатьеDe Lisio M, Baker JM, Parise G. Exercise promotes bone marrow cell survival and recipient reconstitution post-bone marrow transplantation which is associated with increased survival. Exp Hematol. 2012 Oct 10. pii: S0301-472X(12)00432-8. doi: 10.1016/j.exphem.2012.10.003. [Epub ahead of print]

 

Источник: http://www.stemcells.ru/

Российские ученые из ИСКЧ разработали собственную уникальную методику получения iPS-клеток, создание которых было отмечено Нобелевским комитетом

8 октября 2012 года Нобелевский комитет Королевской шведской академии наук озвучил имена обладателей награды в области медицины. Ими стали японский ученый Синья Яманака и британский биолог Джон Гердон.

Джон Гердон еще в 1950-60-х годах показал, что ДНК из специализированных клеток лягушки можно использовать для создания новых головастиков. Его работа дала толчок многочисленным экспериментам. В 1997 году шотландским ученым удалось применить выводы Гердона на практике и клонировать овечку Долли. Синья Яманака в 2006 году впервые в мире получил из взрослых клеток индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки), по свойствам схожие с эмбриональными стволовыми клетками (ЭСК).

В 2009 году коллектив российских ученых из дочерней компании Института Стволовых Клеток Человека (ИСКЧ) — Лаборатории Клеточных Технологий (ЛКТ) под руководством профессора Сергея Львовича Киселева разработал и запатентовал не имеющую мировых аналогов методику получения iPS-клеток без использования методов генетической модификации. Для индукции плюрипотентного состояния были использованы молекулы РНК. Эти нуклеиновые кислоты не интегрируют в геном, а время их жизни в клетках исчисляется несколькими часами. Таким образом, исследователям удалось избежать генетической модификации, и полученные плюрипотентные клетки могут быть использованы для создания персональных клеточных и тканеинженерных препаратов, которые не будут отторгаться организмом.

Генеральный директор ИСКЧ Артур Исаев отметил, что: «Решение нобелевского комитета в очередной раз подтверждает огромный интерес мирового научного сообщества к регенеративной медицине и клеточным технологиям. Разработанная в ИСКЧ технология получения iPS-клеток запатентована в РФ. В настоящее время патент проходит национальные фазы в евразийском, европейском, американском и японском патентных ведомствах. На практике данная технология может быть использована в регенеративной медицине, в персонализированном лечении целого ряда заболеваний, в частности дегенеративных, наследственных генетических, а также для создания систем биологического «клеточного» скрининга различных заболеваний с целью тестирования лекарств».

Источник: http://www.gemabank.ru/press-center/news/rossiiskie-uchenye-iz-iskch-razrabotali-sobstvennuiu-unikalnuiu-metodiku-polucheniia-ips-kletok-sozdanie-kotorykh-bylo-otmecheno-nobelevskim-komitetom