Трансплантация клеток вместо трансплантации органов?
На думку вчених Корнеллського медичного коледжу Вейла ( Weill Cornell Medical College ) , пошкоджені або хворі органи можна відновити трансплантацією НЕ донорських органів , а клітин кровоносних судин. Результати їх дослідження, опубліковані в журналах Stem Cells і
Developmental Cell , свідчать про те , що ендотеліальні клітини кровоносних судин є потужними біологічними механізмами , управляючими регенерацією тканин за допомогою вивільнення органоспецифічних молекул.
Судини кожного органу володіють унікальною формою і функцією і в постійному режимі вирішують складну задачу відповідності метаболічним потребам свого органу . ( Фото: Norman B / Shutterstock )
Дослідники розшифрували весь обсяг активних генів ендотеліальних клітин , знайшовши сотні відомих генів , які ніколи не зв'язувалися з цими клітинами. Крім того , вони дійшли висновку , що структура і функції кровоносних судин і якісний склад секретується ними молекул репарації визначаються самими органами .
Усуваючи пошкодження і відновлюючи функцію , ендотеліальні клітини і органи , в які вони пересаджені , працюють спільно, пояснює керівник дослідження Шахін Рафії ( Shahin Rafii ) , MD . « Якщо орган травмований , його кровоносні судини не можуть самостійно усунути пошкодження , тому що вони самі, можливо , пошкоджені або запалені ».
«Наша робота показує , що інженерні ендотеліальні клітини можуть прижитися в пошкодженої тканини і придбати здатність до відновлення органу» , - продовжує доктор Рафії . «Ці дослідження - в комплексі з першим атласом молекул органоспецифічних клітин кровоносних судин , представленим в статті в Developmental Cell , - відкривають перед нами цілу нову главу в трансляційної судинної медицині і знайдуть найширше терапевтичне застосування . Вчені вважали кровоносні судини всіх органів однаковими , а їх єдиною функцією - доставку кисню і поживних речовин. Але вони дуже різні , і кожен орган наділений кровоносними судинами з унікальною формою і функцією , вирішальними складне завдання відповідності метаболічним потребам саме цього органу ».
Учені вивчили дев'ять різних тканин в стані гомеостазу - стійкого , здорового стану , - а також печінка і кістковий мозок , що відновлюються після травматичного ушкодження. Отримавши чисті популяції ендотеліальних клітин цих тканин , вони змогли ідентифікувати всі гени цих клітин , експресуються в різних популяціях . Виявилося , що ендотеліальні клітини мають тканеспеціфіческіе генами, що кодують унікальні фактори росту , молекули адгезії і фактори, що регулюють метаболізм. Крім того , регенерація тканини в печінці і в кістковому мозку протікала по- різному - включаючи різницю в молекулах репарації , відомих як ангіокрінние фактори росту , експрессіруемих ендотеліальними клітинами.
« Ми знали , що ці генні продукти мають найважливіше значення для здоров'я конкретної тканини , але до нашого дослідження ніхто не думав , що джерелом цих факторів є ендотеліальні клітини » , - говорить провідний автор статті в Developmental Cell доктор Даніель Нолан ( Daniel Nolan ) .
« У різних органах - різні кровоносні судини , тому що ендотеліальні клітини повинні постійно адаптуватися до метаболічних , біомеханічних , запальним і імунологічних потребам конкретного органу» , - пояснює доктор Майкл Гінсберг ( Michael Ginsberg ) , постдокторант лабораторії доктора Рафії .
Ці відкриття ставлять питання про те , як ендотеліальні клітини адаптуються до біологічних потреб кожного органу . І чи можна створити « незрілі » ендотеліальні клітини , які можна « навчити» змінювати свою спеціалізацію під впливом факторів мікросередовища ?
Поводитися як універсальні ендотеліальні клітини , які можна навчити функціонувати так , як це роблять клітини органоспецифічних кровоносних судин , можуть
ендотеліальні клітини , отримані з ембріональних стовбурових клітин , припустили учені. Це припущення блискуче підтвердилося : з ембріональних стовбурових клітин миші були отримані функціональні , трансплантабельние і відповідають на сигнали мікросередовища ендотеліальні клітини.
Ендотеліальні клітини , отримані з ембріональних стовбурових , « є універсальними , і тому вони можуть бути пересаджені в різні тканини , можуть« навчатися » тканиною і набувати властивостей нативних ендотеліальних клітин » , пояснює старший автор статті , опублікованій в Stem Cells , доктор Сіна Раббані ( Sina Rabbany ) .
Трансплантовані в печінку мишей універсальні ендотеліальні клітини , отримані групою доктора Раббані , стали не відрізняються від власних ендотеліальних клітин органу. Те ж саме відбулося , коли клітини були пересаджені в нирки .
«Ці наївні ендотеліальні клітини набувають фенотип - молекулярний профіль і сигнатуру - нативних ендотеліальних клітин в результаті впливу унікальної мікросередовища конкретного органу» , - коментує доктор Гінсберг . « Пересаджені ендотеліальні клітини навчаються унікальною біофізичної микросредой органу , в яку вони поміщені . Вони трансформуються в ендотеліальні клітини , які належать цьому органу і які можуть його відновити ».
«Якщо у вас захворювання серця і вам необхідно відновити кардіоміоцити , що знаходяться в серці ендотеліальні клітини секретують специфічні фактори, що дозволяють відновитися саме серця» , - доповнює колегу доктор Раббані .
Перш ніж до тестування трансплантації ендотеліальних клітин зможуть перейти лікарі та вчені- клініцисти , необхідні додаткові доклінічні дослідження , але , на думку доктора Рафії , терапевтичний потенціал цієї методики по істині безмежний.
« Їх можна використовувати як троянського коня для блокування пухлинного росту , а також модифікувати так , що вони зможуть переносити токсичні хімічні речовини. Вони можуть стати біологічними багатофункціональними крилатими ракетами , націленими на хворі органи » , - вважає вчений . «Наша робота тільки починається ».
Оригінальні статті: Molecular Signatures of Tissue - Specific Microvascular Endothelial Cell Heterogeneity in Organ Maintenance and Regeneration
" Akt suppression of TGFβ signaling contributes to the maintenance of vascular identity in embryonic stem cell - derived endothelial cells
Джерело (і ) :
http://weill.cornell.edu/ ... 08a_13.shtml
