Пуповинная кровь как один из альтернативных источников гемопоэтических (кроветворных) стволовых клеток, в настоящее время активно применяется в клинической трансплантологии. Это вызвано, прежде всего, тем обстоятельством, что всего лишь 30-40% пациентов могут найти в международном регистре совместимого донора костного мозга*.
Однако в образце пуповинной крови не всегда содержится достаточное количество стволовых клеток для лечения взрослого пациента, что заставляет искать способы их экспансии (наращивания) ex vivo («вне организма»). Отработка протоколов экспансии стволовых клеток — одна из наиболее актуальных задач современной клеточной биологии и отрасли банкирования клеток и тканей человека.
Другое название кроветворных стволовых клеток (КСК) — репопулирующие (восстанавливающие) костный мозг стволовые клетки. Этот, на первый взгляд, сложный биологический термин означает, что КСК при введении смертельно облученным животным способны восстанавливать их кроветворение. Популяция КСК неоднородна, содержит разные по степени зрелости и биологическим свойствам клетки и разделяется на два подотдела. Первый подотдел составляют клетки, способные восстанавливать кроветворение, продолжающееся на протяжении всей жизни — так называемые «длительно репопулирующие костный мозг КСК». Во второй подотдел входят клетки, также восстанавливающие кроветворение, однако продолжительность их жизни невелика, это — «кратковременно репопулирующие костный мозг КСК». Именно длительно репопулирующие костный мозг клетки особенно важны для длительного приживления и функционирования донорского материала после трансплантации. К сожалению, многочисленные протоколы наращивания КСК всегда сопровождались потерей этой важнейшей клеточной популяции, а, значит, риск неприживления трансплантата сохранялся.
Сенсационного успеха в экспансии КСК достигла группа исследователей под руководством доктора G. Sauvageau (Монреальский университет, Канада).
Ученые изучили более 5 000 соединений относительно их способности увеличивать количество КСК, в результате была найдена малая молекула** UM171 (производное пиримидо-индола), cпособная в 13 раз увеличить количество длительно репопулирующих костный мозг стволовых клеток в замороженных образцах пуповинной крови. Для их экспансии предложено применение биореакторов. В этих устройствах обеспечены условия, имитирующие кроветворение в организме человека.
В конце 2014 года проведены экспериментальные исследования по трансплантации культуры размноженных таким образом (UM171+биореактор) КСК пуповинной крови. Спустя 6 месяцев после трансплантации летально облученным мышам их костный мозг производил больше клеток крови по сравнению с контрольной группой животных, которым трансплантировали КСК без UM171. В 2015 году пройдут клинические испытания по изучению эффективности трансплантации КСК пуповинной крови, размноженных в биореакторе с использованием UM171, человеку.
* Международный Регистр Доноров Костного Мозга в настоящее время насчитывает около 25 млн. человек (www.bmdw.org).
** малые молекулы — это низкомолекулярные химические соединения, обладающие биологической активностью.
Источник:
Fares I., Chagraoui J., Gareau Y. et.al. Pyrimidoindole derivatives are agonists of human hematopoietic stem cell self-renewal. Science. 2014 September 19; 345(6203): 1509–1512. doi:10.1126/science.1256337
