logo

Пользовательского поиска

Sunday 22nd of July 2018

Молекулярный коктейль трансформирует клетки кожи в сокращающиеся клетки сердца

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
23.02.2014 20:19

 

Эти сокращающиеся клетки сердца перепрограммированы из клеток кожи с помощью химического коктейля и одного генетического фактора (Oct4). В перепрограммировании клеток ученые все меньше полагаются на подходы, основанные на генах, что открывает путь фармакологическим подходам, которые легче транслировать в успешные терапевтические методы.

Эти сокращающиеся клетки сердца перепрограммированы из клеток кожи с помощью химического коктейля и одного генетического фактора (Oct4). В перепрограммировании клеток ученые все меньше полагаются на подходы, основанные на генах, что открывает путь фармакологическим подходам, которые легче транслировать в успешные терапевтические методы. (Фото: Haixia Wang/Gladstone Institutes)


Молекулярный коктейль трансформирует клетки кожи в сокращающиеся клетки сердца


Перепрограммирование клеток кожи в клетки, очень близкие к сокращающимся клеткам сердца, подтверждает, что регенеративная медицина превратила научную фантастику в научную реальность. Однако используемые для перепрограммирования методы сложны, а трансформация клеток часто является неполной. Но ученым из Института Гладстона (Gladstone Institutes) удалось разработать новый метод, позволяющий перепрограммировать клетки кожи в клетки, практически неотличимые от клеток сердечной мышцы, более эффективно и, что немаловажно, более полно. Результаты их исследования, проведенного на животных моделях и описанного в журнале Cell Reports, возвращают ученым оптимизм в поисках способа регенерации сердечной мышцы, погибающей в результате инфаркта миокарда.


Болезни сердца остаются ведущей причиной смерти во всем мире, но последние научные и медицинские достижения повышают шансы пациента на выживание после инфаркта миокарда. В одних только Соединенных Штатах инфаркт пережили около 1 миллиона человек, но теперь эти люди вынуждены жить с сердечной недостаточностью – хроническим заболеванием, при котором сердце, потеряв часть миокарда в результате инфаркта, не может сокращаться в полную силу. Поэтому ученые обратились к перепрограммированию клеток, видя в нем способ восстановления пораженной сердечной мышцы.

Шэн Дин (Sheng Ding), PhD, профессор фармацевтической химии Калифорнийского университета, Сан-Франциско.

 

Шэн Дин (Sheng Ding), PhD, профессор фармацевтической химии Калифорнийского университета, Сан-Франциско. (Фото: Gladstone Institutes)

 

 

Перепрограммирование клеток кожи в клетки сердца, подход, впервые предложенный научным сотрудником Института Гладстона Дипаком Шривастава (Deepak Srivastava), MD, требует использования нескольких генетических факторов, стимулирующих процесс перепрограммирования. Тем не менее, ученые признают потенциальные проблемы с переводом стратегии, основанной на генах, в успешные терапевтические методы. Поэтому некоторые специалисты, в том числе старший научный сотрудник Института Гладстона Шэн Дин (Sheng Ding), PhD, обратились к несколько иному подходу.

«Ранее ученые доказали, что введение от четырех до семи генетических факторов может привести к прямому перепрограммированию клеток кожи в способные к сокращению клетки сердца», - объясняет старший автор статьи доктор Дин, профессор фармацевтической химии Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco, UCSF). «Но в моей лаборатории мы стремимся выяснить, можно ли провести аналогичное преобразование, не полагаясь на этот вид генетических манипуляций или, по крайней мере, сократив количество генов».

Дипак Шривастава (Deepak Srivastava), MD, директор Института сердечно-сосудистых заболеваний Гладстона (Gladstone Institute of Cardiovascular Disease).

 

Дипак Шривастава (Deepak Srivastava), MD, директор Института сердечно-сосудистых заболеваний Гладстона (Gladstone Institute of Cardiovascular Disease). (Фото: science.kqed.org)

 

 

 

С этой целью исследователи использовали клетки кожи взрослых мышей для выявления химических соединений, так называемых «малых молекул», которые могли бы заменить генетические факторы. Доктор Дин и его коллеги ранее уже использовали возможности малых молекул в перепрограммировании клеток кожи в нейроны и, совсем недавно, в инсулин-продуцирующие клетки поджелудочной железы. Ученые резонно предположили, что аналогичный метод может быть использован и для клеток сердца.

«Протестировав различные комбинации малых молекул, мы сузили список до «коктейля» из четырех молекул, названного нами SPCF, который мог бы направить трансформацию клеток кожи в клетки, похожие на клетки сердца», - говорит постдокторант Института Гладстона Хайся Ван (Haixia Wang), PhD, ведущий автор статьи. «Эти вновь перепрограммированные клетки демонстрировали мышечные фибриллярные сокращения, обычно наблюдаемые в зрелых клетках сердца, но трансформация не была совсем полной».

Поэтому Дин и Ван решили добавить в низкомолекулярный коктейль один генетический фактор – Oct4. В результате исследователям удалось создать полностью перепрограммированные сокращающиеся сердечные клетки.

«Добавив в смесь Oct4, мы наблюдали кластеры сокращающихся клеток всего через 20 дней», - комментирует доктор Дин. «Стоит заметить, что дополнительный анализ показал, что эти клетки демонстрировали такие же паттерны активации генов и паттерны электрического сигналинга, которые обычно наблюдаются в желудочках сердца».

Как было недавно показано, фибробласты мыши можно перепрограммировать в клетки сердечной линии индукцией экспрессии нескольких факторов транскрипции и молекулами микроРНК. Для максимально эффективного применения такой стратегии перепрограммирования в клеточной терапии или in vivo регенерации сердца крайне желательно уменьшение количества или полная элиминация генетических манипуляций и использование низкомолекулярных соединений. Ученые из Института Гладстона разработали низкомолекулярный коктейль, с высокой эффективностью трансформирующий мышиные фибробласты в клетки сердца, содержащий только один фактор транскрипции (Oct4), без каких-либо признаков входа клеток в плюрипотентное состояние. Индуцированные низкомолекулярными соединениями кардиомиоциты спонтанно сокращаются и демонстрируют желудочковый фенотип. Кроме того, эти индуцированные кардиомиоциты проходят стадию сердечных предшественников. Исследование закладывает основу для будущих фармакологических подходов к перепрограммированию.

 

Как было недавно показано, фибробласты мыши можно перепрограммировать в клетки сердечной линии индукцией экспрессии нескольких факторов транскрипции и молекулами микроРНК. Для максимально эффективного применения такой стратегии перепрограммирования в клеточной терапии или in vivo регенерации сердца крайне желательно уменьшение количества или полная элиминация генетических манипуляций и использование низкомолекулярных соединений. Ученые из Института Гладстона разработали низкомолекулярный коктейль, с высокой эффективностью трансформирующий мышиные фибробласты в клетки сердца, содержащий только один фактор транскрипции (Oct4), без каких-либо признаков входа клеток в плюрипотентное состояние. Индуцированные низкомолекулярными соединениями кардиомиоциты спонтанно сокращаются и демонстрируют желудочковый фенотип. Кроме того, эти индуцированные кардиомиоциты проходят стадию сердечных предшественников. Исследование закладывает основу для будущих фармакологических подходов к перепрограммированию. (Рис. Cell Reports)

 

Профессор Дин и его коллеги считают, что их результаты представляют более желательный способ перепрограммирования, так как клетки желудочков сердца являются типом клеток, которые, как правило, гибнут в результате инфаркта миокарда. Эти данные дают ученым новую надежду, что это исследование откроет путь к полностью фармакологическому методу восстановления сердечной мышцы.

«Факт, что сочетание Oct4 и малых молекул, по-видимому, создает сокращающиеся клетки сердца ускоренным способом, обнадеживает», - говорит Джозеф Ву (Joseph Wu), MD, PhD, директор Стэнфордского института сердечно-сосудистых заболеваний (Stanford Cardiovascular Institute), не принимавший участия в данном исследовании. «Будущие достижения доктора Дина и других исследователей, скорее всего, будут связаны с повышением эффективности перепрограммирования, а также с воспроизведением полученных данных на взрослых человеческих клетках».

 

 

По материалам

Gladstone Scientists Develop New Molecular “Cocktail” to Transform Skin Cells into Beating Heart Cells

 

Оригинальная статья:

Haixia Wang, Nan Cao, C. Ian Spencer, Baoming Nie, Tianhua Ma, Tao Xu, Yu Zhang, Xiaojing Wang, Deepak Srivastava, Sheng Ding. Small Molecules Enable Cardiac Reprogramming of Mouse Fibroblasts with a Single Factor, Oct4

 

© «Молекулярный коктейль трансформирует клетки кожи в сокращающиеся клетки сердца». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Еще о работе доктора Шэн Дина


В одном шаге от Святого Грааля: принципиально новый метод перепрограммирования стволовых клеток

Новый метод получения нейральных стволовых клеток обещает революцию в регенеративной медицине

Прямое перепрограммирование фибробластов в нейроны – новая надежда на излечение нейродегенеративных заболеваний

Очередной успех доктора Дина: фибробласты перепрограммированы в инсулин-продуцирующие клетки поджелудочной железы

Клетки кожи трансформированы в зрелые гепатоциты

Ученые воссоздают клетки, погибающие при травмах спинного мозга

Три типа клеток сердца из клеток кожи

Перепрограммирование без генной инженерии: доктор Дин и его коктейли

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday1254
mod_vvisit_counterYesterday1222
mod_vvisit_counterThis week1254
mod_vvisit_counterLast week7705
mod_vvisit_counterThis month21370
mod_vvisit_counterLast month29238
mod_vvisit_counterAll days4055816

We have: 79 guests, 4 bots online
Your IP: 54.92.170.149
 , 
Today: Июл 22, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.