Отбор специфических клеток для использования в экспериментальной терапии привел к улучшению восстановления сердечной функции в новом исследовании с моделью инфаркта миокарда. Команда исследователей из Калифорнийского института наносистем при UCLA и Колумбийского университета разработала метод сортировки и сгруппировала стволовые клетки на основе количества выделяемых ими внеклеточных везикул, участвующих в клеточной коммуникации. Лечение высокопродуктивными клетками позволило восстановить сердечную функцию до состояния, близкого к уровню до повреждения.
Предыстория
Многие современные методы лечения тяжелых заболеваний используют клетки как носители терапевтических молекул или в качестве самостоятельной терапии. Одним из таких методов является использование мезенхимальных стволовых клеток (MSC), которые можно найти в жировой ткани или костном мозге. Одним из подходов к лечению сердечно-сосудистых заболеваний, которые являются основной причиной смертности в США и мире, является восстановление поврежденной сердечной мышцы после инфаркта миокарда путем доставки внеклеточных везикул.
Эти везикулы представляют собой мембраны, наполненные белками, которые могут переносить ДНК и РНК и участвуют в снижении воспаления и стимулировании заживления. Они переносят больше информации, чем отдельные сигнальные белки или гормоны. Однако успешные результаты исследований с MSC трудно воспроизвести в клинических испытаниях, что частично связано с разной скоростью выработки везикул MSC от разных пациентов или тканей. До сих пор не существовало маркеров для предсказания, какие клетки будут выделять больше везикул, и методов сортировки клеток по этой важной функции.
Методика
Команда исследователей использовала нанопробирки — микроскопические гидрогелевые контейнеры в форме чаш, разработанные в CNSI. Внутренние поверхности этих нанопробирок были покрыты белками и антителами, к которым могли прикрепляться MSC и везикулы, что позволило захватывать клетки по отдельности и фильтровать их по количеству выделяемых везикул с использованием стандартных лабораторных инструментов.
Высокопродуктивные MSC, оставленные в культуре на две недели, сохраняли высокий уровень выработки везикул и росли быстрее, чем малопродуктивные клетки. Учёные также изучили гены, которые экспрессировались в этих клетках, и обнаружили, что у высокопродуктивных клеток активировались гены, связанные с регенерацией и ростом сосудов.
Результаты
Высокопродуктивные и малопродуктивные MSC использовали для лечения инфаркта миокарда у двух групп мышей. Через 28 дней обе группы показали улучшение двух показателей сердечной функции, в то время как контрольная группа продемонстрировала ухудшение. Особенно важно, что в группе, получившей лечение высокопродуктивными клетками, показатели достигли уровней, близких к исходному состоянию до повреждения.
Влияние
Полученные данные свидетельствуют о том, что изоляция и выращивание MSC с высокой выработкой везикул может улучшить результаты терапии после инфаркта миокарда. Более того, эти выводы могут применяться и для других клеточных методов лечения, а также повысить эффективность производства лекарств на основе клеток в лабораторных условиях.