Клеточными биологами разработано множество методик, чтобы манипулировать стволовыми клетками вне организма и заставить их делать почти все, что нужно исследователю. «Но, как только мы пересаживаем клетки для лечения, мы теряем полный контроль над ними», – говорит Джефф Карп (Brigham and Women’s Hospital (BWH), Boston), один из авторов нового исследования по созданию своеобразного молекулярного GPS-навигатора для стволовых клеток внутри организма.
Работа проходила совместно с химиками и инженерами фармацевтической компанией Sanofi (ведущая фармацевтическая корпорация в мире, представлена в более чем 100 странах). В основу работы легла гипотеза, заключающаяся в том, что, если предварительно (вне организма) химическим способом обработать стволовые клетки и активировать контрольные рецепторы на их мембранах, то это облегчит адресную доставку клеток к месту повреждения.
В работе использовали мезенхимальные стволовые клетки (МСК). В настоящее время проходят около 450 клинических исследований с использованием этих клеток. МСК оказались перспективными в лечении сердечно-сосудистых патологий, болезни Крона, системной красной волчанки, рассеянного склероза и др. Однако испытания (и это общая проблема не только для МСК, но и для других типов стволовых клеток) так и не доходят до широкого применения в клинике именно из-за трудностей адресной доставки клеток к зонам повреждения.
Исследователи протестировали более 9000 соединений, выбрав шесть наиболее перспективных так называемых малых молекул. Использование малых молекул относительно безопасно для физиологических функций клеток, кроме того, они достаточно просты в использовании. Самым мощным оказалось соединение Ro-31-8425. Обработав Ro-31-8425 мезенхимальные стволовые клетки, ученые поместили их под микроскоп, где в качестве предметного стекла использовали микрофлюидное устройство — камеру с крошечными каналами, имитирующими кровеносные сосуды. На стенки этих «кровеносных сосудов» пришили так называемые молекулы адгезии, мощно экспрессирующиеся в зонах воспаления. Пропущенные по каналам предактивированные клетки немедленно «прилипли» к стенкам.
Нам возразят: так это же опять в лаборатории, в пробирках и под микроскопом… Верно, поэтому дальше эксперименты проводили на мышах. Очаг повреждения — воспаленное ухо. Внутривенно введенные, активированные Ro-31-8425 стволовые клетки были обнаружены в зоне воспаления (использован замечательный метод прижизненной микроскопии). Кстати, клетки там не только накапливались, но и значительно снижали патологические процессы.
В заключение отметим, что эта замечательная работа является еще и чрезвычайно перспективной, поскольку направлена на решение основной проблемы клеточной терапии, а именно адресной доставки стволовых клеток к местам повреждений.
Источник:
Oren Levy, Luke J. Mortensen,...,Charles P. Lin, Jeffrey M. Karp. A Small-Molecule Screen for Enhanced Homing of Systemically Infused Cells. Cell Reports, 2015,10, 1261–1268,