Наночастицы для управления стволовыми клетками
Для воздействия на сигнальные пути и управления клеточными функциями, в том числе для определения судьбы стволовых клеток может быть использовано внутриклеточное высвобождение специфических белков и пептидов.
Американские ученые из Rensselaer Polytechnic Institute разработали метод
высвобождения белков, прикрепленных к гидрофобномодифицированным кремниевым
наночастицам, для управления клеточными сигнальными белками. Был создан химерный
белок GFP-FRATtide, в котором GFP (зеленый флуоресцентный белок) использовался
как маркер для флуоресцентной детекции, а FRATtide связывался с активным сайтом
киназы гликогенсинтазы (glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β) – белка,
участвующего в сигнальном пути Wnt – и блокировал его. Несущие химерный белок
кремниевые наночастицы эффективно проникали, предположительно, путем пиноцитоза,
в цитозоль различных клеток – человеческих эмбриональных клеток почек и крысиных
нервных стволовых клеток. Высвобождение химерного белка в результате подавления
GSK-3β влияло на сигнальный каскад Wnt, что приводило к росту концентрации
β-катенина. Накоплание β-катенина приводило к усиленной транскрипции
Wnt-таргетных генов, таких, как c-MYC, что заставляло клетку активно
пролиферировать и оставаться в недифференцированном состоянии.
Таким образом, полученные результаты демонстрируют возможность
внутриклеточного высвобождения функциональных белков in vitro при помощи
наночастиц и использования их в качестве сигнальных белков, регулирующих
клеточные сигнальные пути.
По мнению доктора П.И. Катуняна, главного врача московского Центра
медико-биологических технологий, такая возможность открывает широкие перспективы
для изучения клеточных сигнальных путей in vitro, позволяя включать/выключать
определенные функции. Кроме того, предложенный метод может быть использован для
внутриклеточного высвобождения нужных веществ in vivo, например, для управления
судьбой стволовых клеток при клеточной терапии.
Материалы исследования представлены в статье Shah DA, Kwon SJ, Bale SS,
Banerjee A, Dordick JS, Kane RS. Regulation of stem cell signaling by
nanoparticle-mediated intracellular protein delivery.
Источник: www.stemcells.ru