logo

Пользовательского поиска

Saturday 22nd of September 2018

Из стволовых клеток жировой ткани получены функциональные клетки печени

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
22.10.2013 16:00

 

2

(© krishnacreations/Fotolia)


Ученые Школы медицины Стэнфордского университета (Stanford University School of Medicine) разработали быстрый и эффективный метод перепрограммирования клеток, извлеченных из липосакционных аспиратов, в клетки печени. Эта разработка – настоящий подвиг современной алхимии – несет в себе огромный потенциал для развития регенеративной медицины. Новый метод описан в статье, опубликованной в журнале Cell Transplantation.


Эксперименты проводились на мышах, но стволовые клетки жировой ткани, прекрасно развивавшиеся в организме мышей, брались из человеческих липосакционных аспиратов и стали клетками очень близкими к человеческим гепатоцитам. Этот метод отличается от тех, в которых клетки печени создаются из эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК). Хотя и ЭСК, и ИПСК плюрипотентны – они могут, в принципе, дифференцироваться в клетки любого типа – с ними связан ощутимый риск образования опухолей. Клетки, полученные с использованием новой методики, которая не предполагает прохождения промежуточной фазы плюрипотентности, не демонстрируют никаких туморогенных свойств.

Печень – химическая лаборатория организма. В ней строятся необходимые нам сложные биомолекулы, она отфильтровывает и разрушает отходы и токсичные вещества, которые в противном случае накопились бы до опасного уровня. В отличие от большинства других органов здоровая печень наделена значительной способностью к регенерации. Но регенеративные возможности органа не безграничны и не могут спасти его при остром отравлении или поражении хроническим алкоголизмом или вирусным гепатитом.

Все аспекты нового метода дифференциации стволовых клеток жировой ткани в клетки печени могут быть адаптированы к использованию на организме человека, рассказывает о своем исследовании его руководитель профессор кафедры анестезиологии Гэри Пельц (Gary Peltz), MD, PhD. Получение плюрипотентных клеток требует внедрения в их геном чужеродных и потенциально канцерогенных генов. А все, что нужно сделать для получения стволовых клеток жировой ткани, это просто выделить их из нее. Весь процесс от начала до конца занимает девять дней – достаточно быстро, чтобы успеть восстановить ткань печени пациента при остром отравлении. В противном случае такой больной неизбежно умрет в течение нескольких недель, и его единственной надеждой остается трансплантация печени.

Ежегодно в Соединенных Штатах проводится около 6300 операций по пересадке печени, и 16 000 пациентов остаются в листе ожидания. Ежегодно более 1400 человек умирают, не дождавшись подходящего для них органа. Спасающая жизни трансплантация печени, тем не менее, является сложным, рискованным и, даже при успешном применении, чреватым последствиями методом. Как правило, реципиент обречен на пожизненный прием иммунодепрессантов для предотвращения отторжения органа.

«Мы считаем, что наш метод может быть переведен в клинику», - оценивает перспективы своей разработки профессор Пельц. «А так как новая печеночная ткань развивается из собственных клеток человека, мы не думаем, что сохранится необходимость назначения иммунодепрессантов».

Клетки печени – это не то, во что с охотой превращаются стволовые клетки жировой ткани. Однако профессор Пельц и его коллеги знали, что это возможно. Другой метод перепрограммирования жировых стволовых клеток, полученных из липосакционных аспиратов, в клетки, подобные клеткам печени (так называемые i-Heps – индуцированные гепатоциты), был разработан в 2006 году японскими учеными. Но этот метод, основанный на химической стимуляции, требует 30 и более дней и неэффективен; он не позволяет получить достаточное количество клеточного материала для восстановления органа. (Работа с индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками занимает еще больше времени, так как сначала их самих нужно получить из взрослых клеток организма.)

Используя другую методику – сферическую культуру – Пельц и его коллеги смогли сократить время трансформации клеток до 9 дней и достичь эффективности в 37 процентов. Для сравнения, разработанный японскими исследователями метод и iPS-клетки дают значительно более низкий выход i-Heps (12 процентов). Более того, с момента опубликования исследования группа Пельца достигла еще более высокого результата, повысив эффективность процесса до 50 и более процентов за 7-8 дней.

Профессор кафедры анестезиологии Школы медицины Стэнфордского университета Гэри Пельц (Gary Peltz), MD, PhD.

 

Профессор кафедры анестезиологии Школы медицины Стэнфордского университета Гэри Пельц (Gary Peltz), MD, PhD. (Фото: med.stanford.edu)

 

 

 

К новым условиям методику сферической культуры, о которой ученые знали из ранних публикаций по эмбриональным стволовым клеткам, адаптировал ведущий автор статьи постдокторант Дань Сюй (Dan Xu), PhD. Вместо плоских поверхностей чашек Петри эта методика предусматривает культивирование стволовых клеток - в данном случае жировых - в жидкой суспензии, где они образуют сфероиды.

«Это, кажется, делает их более счастливыми», - комментирует профессор Пельц.

Получив достаточное количество клеток, исследователи протестировали их возможности на иммунодефицитных лабораторных мышах, организм которых не отторгает человеческие трансплантаты. Эти биоинженерные мыши были получены в 2007 году как результат сотрудничества лаборатории Пельца и соавтора исследования Тосихико Нисимура (Toshihiko Nishimura), MD, PhD, и других ученых токийского Центрального института экспериментальных животных (Central Institute for Experimental Animals). Отличительной особенностью этих животных является то, что клетки их печени – и только клетки печени – несут дополнительный ген, преобразующий противовирусное соединение ганцикловир в мощный токсин. При поступлении в организм ганцикловира их гепатоциты быстро умирают.

Ученые ввели в печень мышей по 5 миллионов i-Heps и через четыре недели исследовали их кровь. Они обнаружили в ней белок (человеческий сывороточный альбумин), который вырабатывается только клетками печени человека и считается точным показателем количества новых человеческих печеночных клеток в печени экспериментальных мышей. В крови присутствовало значительное количество человеческого сывороточного альбумина, которое почти утроились за следующие четыре недели. Такие уровни этого белка соответствуют репопуляции новыми человеческими печеночными клетками примерно 10-20 процентов объема предварительно разрушенной мышиной печени. (В крови мышей, которым вводилось такое же количество химически индуцированных i-Heps, наблюдался лишь очень незначительный уровень человеческого сывороточного альбумина.)

Кроме того, анализы крови показали, что новая печеночная ткань способна выполнять свою фильтрационную функцию, а изучение самих органов – что трансплантированные клетки интегрировались в печень, экспрессировали уникальные поверхностные маркеры зрелых человеческих гепатоцитов и образовывали многоклеточные структуры, необходимые для формирования человеческих желчных протоков. Другие тесты продемонстрировали, что полученные методом сферической культуры i-Heps ближе к человеческим гепатоцитам, чем i-Heps из iPSCs.

Важно отметить, что через два месяца после введения i-Heps из сферической культуры не демонстрировали никаких признаков туморогенности. В то же время у мышей, которым вводились i-Heps из iPS-клеток, в течение трех недель развивались многочисленные хорошо пальпируемые опухоли.

Здоровая печень человека весом 1500 граммов примерно в 800 раз больше печени мыши (1.8 г) и состоит из 200 миллиардов клеток.

«Чтобы добиться успеха, мы должны восстановить около половины клеток пораженной печени», - поясняет Пельц. По его словам, методика сферической культуры позволяет получить из 1 литра липосакционного аспирата – обычно это результат одной процедуры – около миллиарда пригодных для трансплантации i-Heps. Дальнейшее увеличение их количества – до 100 миллиардов – происходит уже за счет репликации введенных в орган клеток. Этого должно быть достаточно, чтобы отказаться от трансплантации печени.

Бюро лицензирования технологий (Office of Technology Licensing) Стэнфордского университета подало заявку на патент на использование сферической культуры для получения гепатоцитов. Группа профессора Пельца занимается оптимизацией культуры и методик введения клеток, ведет переговоры с U.S. Food and Drug Administration и готовится к проведению тестов на безопасность на крупных животных. По оценкам ученого, новый метод может быть готов к проведению клинических испытаний в течение двух-трех лет.

 

 

По материалам

Researchers demonstrate efficient method for converting fat cells to liver cells

 

Оригинальная статья:

Xu, Dan ; Nishimura, Toshihiko ; Zheng, Ming ; Wu, Manhong ; Su, Hua ; Sato, Noboru ; Lee, Gordon; Michie, Sara ; Glenn, Jeffrey ; Peltz, Gary. Enabling Autologous Human Liver Regeneration With Differentiated Adipocyte Stem Cells

 

© «Из стволовых клеток жировой ткани получены функциональные клетки печени». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки.

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday189
mod_vvisit_counterYesterday2222
mod_vvisit_counterThis week11858
mod_vvisit_counterLast week6312
mod_vvisit_counterThis month25497
mod_vvisit_counterLast month26517
mod_vvisit_counterAll days4115903

We have: 80 guests, 9 bots online
Your IP: 54.92.164.184
 , 
Today: Сен 22, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.