Создана улучшенная «заплатка» для сердца
Успехи последних лет в изучении плюрипотентных стволовых клеток обеспечили ученых надежным источником кардиогенных клеток. Однако пока нет методов тканевой инженерии, позволяющих получить из сердечных клеток-предшественников трехмерную ткань с правильно расположенными клетками, способную адекватно реагировать на электрические импульсы, проводить возбуждение и соответственно сокращаться.
Американские ученые из Duke University разработали метод, дающий возможность
создать высоко функциональную ткань сердца из генетически очищенных
кардиомиоцитов (КМ) и кардиоваскулярных клеток-предшественников (КВП),
дифференцировавшихся из мышиных эмбриональных стволовых клеток. Для правильного
выстраивания клеток в матриксе из фибринового гидрогеля, давшего основу этой
трехмерной ткани, использовали специальные сигналы.
На первом этапе работы были оптимизированы процедуры выделения, очистки и
функциональной дифференцировки КМ и КВП в однослойной культуре, чтобы получить
устойчивые межклеточные связи и максимальную скорость распространения потенциала
действия. Затем методом мягкой литографии (versatile soft-lithography technique)
был изготовлен участок трехмерной сердечной ткани.
В то время как очищенные КМ объединялись в функционирующий трехмерный
синцитий только при поддержке и питании другими клетками, КВП дифференцировались
в кардиомиоциты, клетки гладкой мускулатуры и эндотелия, самостоятельно формируя
функциональную сердечную ткань.
После выращивания в культуре в течение времени, сравнимого со временем
мышиного эмбрионального развития (21 день), сердечная ткань достигла высокого
уровня трехмерной организации и функциональной дифференцировки. По своим
характеристикам она в высокой степени была сходна с естественной тканью сердца
новорожденного мышонка. В частности, ее отличали: 1) плотно и правильно
расположенные, высокодифференцированные и электромеханически объединенные
кардиомиоциты, 2) быстрое проведение потенциала действия (22-25 см/с), 3)
значительная сила сокращения – до 2 мН.
По мнению доктора П.И. Катуняна, главного врача московского Центра
медико-биологических технологий, полученные результаты представляют собой
большой успех в тканевой инженерии сердечной ткани, основанной на использовании
стволовых клеток. Они обеспечивают основу для значительного прогресса в тканевой
инженерии с использованием аутологичных плюрипотентных стволовых клеток для
лечения болезней сердца.
Материалы исследования представлены в статье Liau B, Christoforou N, Leong KW,
Bursac N. Pluripotent stem cell-derived cardiac tissue patch with advanced
structure and function.
Источник: www.stemcells.ru