Raumenų distrofijos gydymas kamieninėmis ląstelėmis

Tyrėjai iš Teksaso universiteto Pietvakarių medicinos centras (UT Southwestern) raumenų ląstelėms auginti panaudojo pelių embrionines kamienines ląsteles. Tos pačios ląstelės, suleistos pelėms, sergančioms lengva raumenų distrofijos forma, suformavo sveikas, funkcionalias raumenų skaidulas prastėjančio audinio vietoje. Mokslininkai teigia, kad tyrimas, nors ir dar tik pradiniame etape, galiausiai gali paskatinti ląstelinį gydymą pacientams, sergantiems raumenų distrofija ir kitomis su raumenimis susijusiomis ligomis. Tyrimas neseniai buvo paskelbtas internetiniame leidime Gamtos medicina .

Raumenų auginimas: Embrioninės pelių kamieninės ląstelės buvo naudojamos sveikoms, funkcinėms raumenų skaiduloms auginti. Aukščiau esančiame paveikslėlyje parodytas pelių embrioninių kamieninių ląstelių (dažytų žaliai) ir distrofino (dažytas raudonai) mišinys – baltymas, kuris yra gyvybiškai svarbus tinkamai raumenų funkcijai.

Pagal Raumenų distrofijos asociacija Jungtinėse Amerikos Valstijose apie 250 000 žmonių serga tam tikra liga. Labiausiai žinomą Diušeno raumenų distrofiją sukelia genetinė mutacija, kuri sutrikdo distrofino, svarbaus baltymo, dalyvaujančio raumenų ląstelių formavime, susidarymą. Trūkstant distrofino, raumenys negali atsinaujinti, jie palaipsniui silpnėja ir nyksta. Ilgainiui pablogėjusią vietą perima riebalai ir jungiamasis audinys.

Rita Perlingeiro UT Southwestern vystymosi biologijos docentas teigia, kad embrioninės kamieninės ląstelės gali būti raktas į raumenų distrofijos sekinantį poveikį. Privalumas yra ląstelių pluripotencija – gebėjimas transformuotis į bet kokią subrendusią ląstelę, nesvarbu, ar tai būtų kaulas, raumuo ar kremzlė. Tačiau daugeliui tyrinėtojų buvo sunku nukreipti kiekvieną kultūros kamieninę ląstelę, kad susidarytų tam tikras ląstelių tipas. Laboratorinių eksperimentų metu mokslininkai dažnai gauna ląstelių mišinį, kuris, suleidus gyvūnui, sudaro dideles grupes, primenančias naviką.

Taigi Perlingeiro ir jos komanda išsikėlė du pagrindinius tikslus: rasti tinkamą užuominų rinkinį, kad embrioninės kamieninės ląstelės paverstų raumenų ląsteles, ir ieškoti būdų, kaip atskirti raumenų ląsteles nuo likusios auginimo terpės, kad būtų galima suleisti dozę grynų raumenų ląstelių į pelės modelį.

Įprasto embriologinio vystymosi metu kamieninės ląstelės virsta įvairiais audiniais ir kaulais, priklausomai nuo molekulinių ir genetinių signalų derinio. Kalbant apie raumenų ląsteles, ankstesni tyrimai parodė, kad genas Pax-3 yra būtinas nukreipiant kamienines ląsteles raumenų formavimosi keliu. Turėdami šias žinias, Perlingeiro ir jos komanda augino iš pelių gautas embrionines kamienines ląsteles kultūros lėkštelėje, tada genetiškai manipuliavo tirpalu, kad per daug ekspresuotų Pax-3. Jie nustatė, kad, palyginti su mišiniais be Pax-3, daug kamieninių ląstelių, paveiktų aktyvuoto geno, suformavo raumenų ląsteles.

Tačiau ne visos ląstelės virto raumenimis, o kai komanda suleido tirpalo pelei, kuriai buvo lengva raumenų distrofija, mišinys sukėlė navikų susidarymą. Tada komanda sutelkė dėmesį į identifikavimo proceso kūrimą, kuris padėtų raumenų ląstelėms išsiskirti iš likusio sprendimo. Perlingeiro dar kartą pažvelgė į pagrindinius vystymosi tyrimus ir nustatė, kad normaliai formuojantis embriono raumenims, kamieninės ląstelės, kurios tampa labai ankstyvomis raumenų ląstelių versijomis, rodo tam tikras paviršiaus molekules arba žymenis. Komanda pakartojo pirmąjį eksperimento etapą, embrionines kamienines ląsteles apnuogindama Pax-3, ir ieškojo signalinių žymenų, rodančių raumenų ląsteles. Tada mokslininkai išskyrė šias ląsteles, sukurdami tirpalą, kurį sudarė tik raumenų ląstelės.

Ruošdamasi švirkšti naują tirpalą į pelės modelį, komanda pirmiausia suleido kardiotoksino į pelės koją. Poveikis slopino distrofino gamybą, sukeldamas raumenų susilpnėjimą – būklę, panašią į raumenų distrofiją. Tada Perlingeiro ir jos kolegos suleido pelei raumenų ląstelių tirpalo. Tada grupė paėmė raumenų biopsijas ir po imunologinio dažymo nustatė, kad, palyginti su pelėmis, kurios negavo tirpalo, gydomose pelėse buvo daugiau distrofino, o tai rodo sveiką raumenų regeneraciją.

Norėdami patvirtinti savo rezultatus, tyrėjai bėgimo takeliu paleido abi pelių grupes; jie nustatė, kad pelės, gavusios tirpalą, pralenkė grupę, kuri negavo. Perlingeiro žengė dar vieną žingsnį: paaukojusi abi gyvūnų grupes, ji ir jos kolegos ištraukė kiekvieną gydytą ar negydytą kojos raumenį. Tada jie įdėjo kiekvieną raumenį į vonią ir išbandė jo jėgą veikdami elektros impulsą. Komanda nustatė, kad stipresni susitraukimai atsirado dėl raumenų, apdorotų iš kamieninių ląstelių gautu tirpalu.

Perlingeiro teigia, kad tyrimo rezultatai teikia vilčių, nes ji numato vieną dieną suteikti kamieninių ląstelių terapiją žmonėms, sergantiems raumenų distrofija ir kitomis su raumenimis susijusiomis ligomis. Tačiau norint pritaikyti šią techniką žmonėms, reikės atlikti daugiau tolesnių tyrimų.

Turiu ilgą darbų sąrašą, sako Perlingeiro. Tą pačią techniką norėtume naudoti žmogaus embrioninėms kamieninėms ląstelėms.

Neseniai mokslininkai sugebėjo žmogaus odos ląsteles paversti embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis, o tai leidžia apeiti sudėtingas problemas, šiuo metu susijusias su embrioninių kamieninių ląstelių naudojimu. Perlingeiro teigia, kad derinant šią techniką su jos raumenų auginimo metodu, vieną dieną gali būti veiksmingai gydomos tokios ligos kaip raumenų distrofija.

Jei galėtume perprogramuoti odos ląsteles, kad jos taptų pluripotentinėmis, ir panaudotume Pax-3 raumenims gaminti, tuomet galėtume gaminti ląsteles iš paciento ir nesusidursime su etikos ar atmetimo problemomis, sako Perlingeiro.

Raumenų distrofijos asociacijos tyrimų programos koordinatorius Paulas Muhlradas teigia, kad tyrimo rezultatai yra daug žadantis žingsnis siekiant veiksmingo su raumenimis susijusių ligų gydymo. Šie mokslininkai pateikia puikų principo įrodymą, kad embrioninės kamieninės ląstelės laboratorijoje gali būti paverstos raumenis gaminančiomis ląstelėmis ir naudojamos sveikiems raumenims žmonėms, sergantiems Diušeno raumenų distrofija, sako Muhlradas. Žinoma, šie eksperimentai buvo atlikti su pelėmis. Mes dar nematėme, ar jie veiks žmonėms, tačiau šis tyrimas suteikia mums daug vilčių.

paslėpti