logo

Пользовательского поиска

Tuesday 13th of November 2018

Разработана уникальная гибридная молекула для лечения остеопороза стволовыми клетками

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
16.02.2012 20:43

 

 

Группа исследователей под руководством ученых Калифорнийского университета в Дэвисе (University of California - Davis) разработала новый метод стимуляции роста костей с помощью молекулы, которая при введении в кровь направляет к их поверхности стволовые клетки костного мозга. Достигнув поверхности кости, мехенхимальные стволовые клетки дифференцируются в клетки, образующие кость, и синтезируют белки, усиливающие ее рост. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Medicine, ученые использовали мышиную модель остеопороза, чтобы продемонстрировать уникальный подход к лечению, повышающий плотность костной ткани и предотвращающий потерю костной массы, связанные со старением и дефицитом в организме женских половых гормонов эстрогенов.


Профессор биохимии и молекулярной медицины Кит Лам (Kit Lam)

 

Профессор биохимии и молекулярной медицины Кит Лам (Kit Lam).

(Фото ucdmc.ucdavis.edu)

 

 

 

«Даже у пожилых людей много стволовых клеток, но они неохотно мигрируют к костям», - говорит ведущий автор исследования Вэй Яо (Wei Yao). «Разработка молекулы, которая связывается со стволовыми клетками и направляет их к нужной нам цели, – это настоящий прорыв».

Ученые изучают стволовые клетки как возможный метод лечения широкого спектра болезней и травм – от поражения периферических артерий и макулярной дегенерации до болезней крови и органов и кожных ран. Однако заставить стволовые клетки мигрировать к поверхности костей и стимулировать их рост долго оставалось одной из недостижимых целей регенеративной медицины.

Американские ученые использовали уникальную гибридную молекулу, LLP2A-алендронат, разработанную группой во главе с Китом Ламом (Kit Lam), профессором и заведующим кафедрой биохимии и молекулярной медицины UC Davis. Гибридная молекула состоит из двух частей: синтетической молекулы-лиганда LLP2A, связывающейся с мезенхимальными стволовыми клетками в костном мозге, и второй части, состоящей из «самонаводящегося» препарата для лечения костей – алендроната. После введения в кровь гибридная молекула связывается с мезенхимальными стволовыми клетками в костном мозге и направляет эти клетки к поверхности костей, где они выполняют свои естественные функции – образование и восстановление костной ткани.

«Наше исследование подтверждает, что молекулы, связывающиеся со стволовыми клетками, могут быть использованы для их направления к органам животного, нуждающимся в лечении», - комментирует работу профессор Лам. «Это очень важный шаг к тому, чтобы сделать этот тип лечения стволовыми клетками реальностью».


Вэй Яо (Wei Yao) (слева) и Нэнси Лейн (Nancy Lane)

 

Вэй Яо (Wei Yao) и Нэнси Лейн (Nancy Lane).(Фото ucdmc.ucdavis.edu)

 

 

 

Костная масса и прочность бедренной кости и позвоночника мышей увеличилась через двенадцать недель после введения им гибридных молекул. Положительные процессы в костях протекали как у мышей в возрасте активной потери костной массы, так и у животных с моделью менопаузы.

Алендронат, известный также под торговой маркой Фосамакс (Fosamax), обычно назначается женщинам с остеопорозом, чтобы снизить риск переломов. Ученые включили алендронат в гибридную молекулу, потому что, попадая в кровь, она направляется прямо к поверхности костей и замедляет скорость их разрушения. По словам соавтора исследования Нэнси Лейн (Nancy Lane), доза алендроната в гибридном соединении низка и вряд ли способна снизить его терапевтический эффект.

«Впервые мы, возможно, нашли потенциальный способ направить собственные стволовые клетки пациента к поверхности кости, где они могут ее восстановить», - говорит профессор медицины и ревматологии Лейн, специалист по остеопорозу. «Этот метод может совершить революцию в терапии остеопороза, а также других заболеваний, требующих образования новой костной ткани».

Остеопороз является одной из основных проблем общественного здравоохранения, учитывая тот факт, что только в США им страдают 44 миллиона американок. Несмотря на доступность эффективных лекарственных препаратов, способных снизить риск переломов, в том числе алендроната, их назначение ограничивается потенциально опасными последствиями длительного применения.


Йен Нолта (Jan Nolta)

 

Йен Нолта (Jan Nolta).

(Фото ucdmc.ucdavis.edu)

 

 

 

Основными причинами развития остеопороза у женщин являются дефицит эстрогенов, старение и избыток стероидов в результате лечения хронических воспалительных заболеваний, таких как ревматоидный артрит. Как правило, остеопороз, вызванный этими метаболическими заболеваниями, развивается в результате изменений в цикле ремоделирования костной ткани, которые ослабляют архитектуру кости и увеличивают риск переломов.

Ученые отмечают, что использование этого метода регенеративной медицины не ограничивается терапией остеопороза. Он может оказаться бесценным и при других нарушениях и заболеваниях, когда необходимо усилить восстановление костной ткани, например, при переломах, костных инфекциях или раке.

Старение уменьшает количество мезенхимальных стволовых клеток (МСК), дифференцирующихся в костном мозге в остеобласты, что приводит к нарушению остеогенеза. Стимуляция дифференцировки МСК в остеогенном направлении могла бы стать надежным способом регенерации кости. Ученые разработали метод, позволяющий направить мезенхимальные стволовые клетки к поверхности кости путем присоединения синтетического лиганда-пептидомиметика (LLP2A) с высоким сродством и специфичностью к белку интегрину α4β1 на поверхности МСК к бисфосфонату (алендронату, Ale) с высокой аффинностью к костной ткани. Гибридная молекула LLP2A-Ale индуцирует миграцию МСК и остеогенную дифференцировку in vitro. Одно внутривенное введение LLP2A-Ale усиливает образование губчатой кости и костной массы как в ксенотранспланционных исследованиях, так и у иммунокомпетентных мышей. Кроме того, LLP2A-Ale предотвращает возрастную и вызванную дефицитом эстрогенов потерю трабекулярной костной массы. Эти результаты являются доказательством принципа, что LLP2A-Ale может направлять мезенхимальные стволовые клетки к кости и стимулировать образование новой костной ткани и увеличение прочности костей. На фото стволовые клетки костного мозга, выращенные в остеогенной среде (контроль) и с LLP2A-Ale. Колониеобразующие фибробластические клетки (CFU-F) окрашены фиолетовым, колониеобразующие остеобласты (CFU-Ob), субпопуляция CFU-F, – красным.

 

Старение уменьшает количество мезенхимальных стволовых клеток (МСК), дифференцирующихся в костном мозге в остеобласты, что приводит к нарушению остеогенеза. Стимуляция дифференцировки МСК в остеогенном направлении могла бы стать надежным способом регенерации кости. Ученые разработали метод, позволяющий направить мезенхимальные стволовые клетки к поверхности кости путем присоединения синтетического лиганда-пептидомиметика (LLP2A) с высоким сродством и специфичностью к белку интегрину α4β1 на поверхности МСК к бисфосфонату (алендронату, Ale) с высокой аффинностью к костной ткани. Гибридная молекула LLP2A-Ale индуцирует миграцию МСК и остеогенную дифференцировку in vitro. Одно внутривенное введение LLP2A-Ale усиливает образование губчатой кости и костной массы как в ксенотранспланционных исследованиях, так и у иммунокомпетентных мышей. Кроме того, LLP2A-Ale предотвращает возрастную и вызванную дефицитом эстрогенов потерю трабекулярной костной массы. Эти результаты являются доказательством принципа, что LLP2A-Ale может направлять мезенхимальные стволовые клетки к кости и стимулировать образование новой костной ткани и увеличение прочности костей. На фото стволовые клетки костного мозга, выращенные в остеогенной среде (контроль) и с LLP2A-Ale. Колониеобразующие фибробластические клетки (CFU-F) окрашены фиолетовым, колониеобразующие остеобласты (CFU-Ob), субпопуляция CFU-F, – красным. (Фото: nature.com)


По мнению одного из участников исследования директора Института регенеративной терапии (Institute for Regenerative Cures) при UC Davis Йен Нолты (Jan Nolta), полученные результаты являются весьма перспективными с точки зрения их клинического применения. «Мы показали эффективность этого потенциального метода терапии на грызунах, и теперь наша цель – перейти к его клиническим испытаниям».

 

 

По материалам

UC Davis investigators develop method of directing stem cells to increase bone formation and bone strength

 

Оригинальная статья:

Min Guan, Wei Yao, Ruiwu Liu, Kit S Lam, Jan Nolta, Junjing Jia, Brian Panganiban, Liping Meng, Ping Zhou, Mohammad Shahnazari, Robert O Ritchie & Nancy E Lane. Directing mesenchymal stem cells to bone to augment bone formation and increase bone mass

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

Еще о стволовых клетках


Трансдифференцировка клеток: из одного типа в другой – по требованию

Функциональные нейроны получены из гепатоцитов методом трансдифференцировки

Диабет можно лечить нейрональными стволовыми клетками

Миграцию нейрональных стволовых клеток можно отследить с помощью МРТ

Стареющие стволовые клетки могут объяснить повышенный риск лейкемии и инфекций у пожилых

В Орегонском национальном центре изучения приматов родились первые химерные макаки-резусы

Получены нейроны из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток пациентов с болезнью Альцгеймера

Стэнфордские ученые получили нейральные клетки-предшественники из клеток кожи, минуя стадию плюрипотентности

Физические упражнения активируют стволовые клетки в мышцах

Ученые трансформировали клетки рубцовой ткани в кардиомиоциты прямо в сердце мышей с помощью прямого перепрограммирования

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday136
mod_vvisit_counterYesterday1314
mod_vvisit_counterThis week2259
mod_vvisit_counterLast week5343
mod_vvisit_counterThis month9161
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4178191

We have: 55 guests, 3 bots online
Your IP: 54.81.117.68
 , 
Today: Ноя 13, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.