logo

Пользовательского поиска

Saturday 26th of May 2018

Генетически скорректированные стволовые клетки стимулируют регенерацию мышц

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 1
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
16.03.2013 13:47

 

Мышечные клетки

Мышечные клетки. (Фото: Antonio Filareto)


Ученые Института сердца Лиллехея Университета штата Миннесота (University of Minnesota's Lillehei Heart Institute) создали стволовые клетки, способные восстанавливать мышечную ткань в мышиной модели мышечной дистрофии Дюшенна. Достичь этого успеха им помогло сочетание двух передовых биотехнологических методов – генной инженерии и перепрограммирования клеточного генома.


Работа американских исследователей, доказавшая состоятельность самого принципа – сочетания технологии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток с генетической коррекцией, – представляет собой значительный шаг в развитии методов лечения мышечной дистрофии Дюшенна и близких к ней заболеваний, основанных на аутологичных клетках. Ученые надеются, что она проложит путь к тестированию данного подхода на человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клетках, полученных из клеток пациентов с этими тяжелыми недугами.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Для достижения столь значимого результата в лечении мышечной дистрофии у мышей, исследователи использовали три новаторские технологии.

Во-первых, они перепрограммировали в плюрипотентные клетки, способные дифференцироваться в любые зрелые типы клеток организма, фибробласты животных. Перепрограммированные фибробласты несли мутации в генах дистрофина и атрофина, вызывающие у мышей развитие тяжелой формы мышечной дистрофии, очень близкой к человеческому заболеванию – мышечной дистрофии Дюшенна (МДД). Полученная таким образом модель хорошо имитировала то, что теоретически может происходить в организме человека.

Применение второй технологии стало возможным благодаря коррекционному генетическому инструменту, разработанному в Университете штата Миннесота, – транспозону «Спящая красавица» (Sleeping Beauty Transposon) – фрагменту ДНК, способному встраиваться в геном человека, привнося в него полезные гены. В данном случае ученые использовали «Спящую красавицу» для доставки гена под названием «микроатрофин» в плюрипотентные клетки, которые им нужно было дифференцировать.

Как и дистрофин, человеческий микроатрофин поддерживает силу мышечных волокон и предотвращает их повреждение. Но одно из ключевых различий между этими двумя белками состоит в том, как они воспринимаются иммунной системой реципиента. Появление дистрофина в организме пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна может спровоцировать тяжелую иммунную реакцию, так как в «норме» этот белок у них отсутствует. Но у тех же пациентов атрофин остается активным и функциональным и по существу «невидимым» для иммунитета. Эта невидимость позволяет микроатрофину заменять дистрофин и стимулировать процесс образования и восстановления мышечных волокон.

Рита Перлингейро (Rita Perlingeiro), PhD, адъюнкт-профессор Медицинской школы Университета штата Миннесота.

 

Рита Перлингейро (Rita Perlingeiro), PhD, адъюнкт-профессор Медицинской школы Университета штата Миннесота. (Фото: mmf.umn.edu)

 

 

 

Третья использованная технология – метод получения стволовых клеток скелетных мышц из плюрипотентных клеток – процесс, разработанный лабораторией руководителя исследования Риты Перлингейро (Rita Perlingeiro), PhD.

Метод доктора Перлингейро заключается в использовании белка мышечных стволовых клеток Pax3, который «подталкивает» дифференциацию плюрипотентных клеток в направлении стволовых клеток мышц и позволяет им размножаться в геометрической прогрессии. Затем Pax3-индуцированные мышечные стволовые клетки пересаживаются мышам того же штамма, из клеток кожи которых были получены индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.

Сочетание этих технологических платформ позволило ученым получить образующие мышцы стволовые клетки, которые не отторгаются иммунной системой организма. Образуя функциональные мышцы и реагируя на повреждение мышечных волокон, пересаженные клетки хорошо зарекомендовали себя у мышей с мышечной дистрофией.

Схема ex vivo генно-терапевтического подхода, который включает в себя (1) перепрограммирование фибробластов животных с мышечной дистрофией в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, (2) генетическое восстановление индуцированных плюрипотентных стволовых клеток путем встраивания трансгена μUTRN с использованием системы транспозона «Спящая красавица», (3) получение миогенных предшественников из скорректированных индуцированных плюрипотентных стволовых клеток путем индукции белка Pax3 и (4) трансплантация откорректированных миогенных прекурсоров в организм мышей-доноров с мышечной дистрофией.

 

Схема ex vivo генно-терапевтического подхода, который включает в себя (1) перепрограммирование фибробластов животных с мышечной дистрофией в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, (2) генетическое восстановление индуцированных плюрипотентных стволовых клеток путем встраивания трансгена μUTRN с использованием системы транспозона «Спящая красавица», (3) получение миогенных предшественников из скорректированных индуцированных плюрипотентных стволовых клеток путем индукции белка Pax3 и (4) трансплантация откорректированных миогенных прекурсоров в организм мышей-доноров с мышечной дистрофией. (Nature)

 

«Мы были очень рады видеть, что вновь образовавшиеся мышечные волокна экспрессируют маркеры коррекции, включая атрофин», - комментирует результаты экспериментов доктор Перлингейро, адъюнкт-профессор Медицинской школы Университета Миннесоты. «Тем не менее, очень важным вопросом было, способны ли эти трансплантированные откорректированные клетки к самообновлению и производству – в дополнение к новым мышечным волокнам – новых мышечных стволовых клеток».

К счастью, эти опасения ученых не подтвердились: эксперименты на мышах с поврежденными новыми мышечными волокнами показали, что клеточные трансплантаты обеспечили животных-реципиентов полностью функциональными мышечными стволовыми клетками.

Этот проект доказывает состоятельность концепции объединения технологии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток и коррекции генома методами генной инженерии при лечении мышечной дистрофии.

(f) Фазово-контрастные изображения монослоя культуры в условиях пролиферации (слева) и дифференциации (справа). (g) Иммунофлуоресцентное окрашивание μUTRN (зеленый) в пролиферирующих миогенных прогениторах, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, (слева) и в их производных – мышечных трубочках (справа).

(f) Фазово-контрастные изображения монослоя культуры в условиях пролиферации (слева) и дифференциации (справа). (g) Иммунофлуоресцентное окрашивание μUTRN (зеленый) в пролиферирующих миогенных прогениторах, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, (слева) и в их производных – мышечных трубочках (справа). Клетки окрашены DAPI (синий). (Фото: Nature)


«Применение откорректированных индуцированных плюрипотентных стволовых клеток для восстановления функций доказало свою эффективность при этом генетическом заболевании», - убежден постдокторант лаборатории профессора Перлингейро Антонио Филарето (Antonio Filareto), PhD, ведущий автор статьи. «В разработке возможных методов лечения мышечной дистрофии начался захватывающий период».

Эксперименты американских ученых прокладывают путь к тестированию данного подхода на перепрограммированных человеческих плюрипотентных стволовых клетках, полученных из клеток пациентов с мышечной дистрофией.

«В краткосрочной перспективе важнейшими этапами, как для всей этой области, так и для нашей лаборатории, будут разработка методов генетической коррекции мышечной дистрофии в клетках человека и демонстрация эффективности мышц, развившихся из таких клеток. Тестирование на животных моделях имеет большое значение для разработки эффективных методов, но фокус нашего внимания остается на применении этих технологий на человеческих клетках и подготовке условий для проведения клинических испытаний», - подводит итог доктор Перлингейро.

 

 

По материалам

U of M researchers utilize genetically corrected stem cells to spark muscle regeneration

 

Аннотация к статье An ex vivo gene therapy approach to treat muscular dystrophy using inducible pluripotent stem cells

 

© «Генетически скорректированные стволовые клетки стимулируют регенерацию мышц». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на сайт LifeSciencesToday.

 

 

Еще об исследованиях доктора Рита Перлингейро

Человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки вылечили мышечную дистрофию у мышей

 

 

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday423
mod_vvisit_counterYesterday511
mod_vvisit_counterThis week4157
mod_vvisit_counterLast week4698
mod_vvisit_counterThis month16647
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days4000029

We have: 59 guests, 4 bots online
Your IP: 54.158.194.80
 , 
Today: Май 26, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.