Новости онкологии

4 декабря 2020

Ученые создали новый каркас для выращивания тканей из стволовых клеток

Исследователи надеются, что их разработка поможет в будущем восстанавливать органы пациента прямо в его организме.

Российские исследователи придумали, как получать трехмерный каркас из биополимеров, который заставляет стволовые клетки превращаться во взрослую ткань в организме или формировать искусственный орган в особой искусственной питательной среде. Описание разработки опубликовал научный журнал Frontiers in Cell and Developmental Biology, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

За последние десять лет ученые неоднократно пытались создать искусственные аналоги печени и многих других органов, используя культуры эмбриональных или стволовых клеток. Первые подобные опыты завершились успехом еще в 2012 году. Тогда японские ученые с помощью стволовых клеток воспроизвели некоторые функции печени мышей.

Эксперименты показали, что главная проблема при выращивании искусственных органов заключалась в том, чтобы заставить их сформировать правильную послойную структуру – такую же, как и в настоящих органах. Сейчас ученые добиваются этого с помощью различных трехмерных каркасов из биополимеров, а также превращая оригинальные органы пациента, к примеру, одну из почек, в своеобразный «шаблон» для роста, очищая их от клеток и оставляя обрамляющие их белки.

Новый подход к регенерации тканей

Доцент МГУ им. Ломоносова Анастасия Ефименко и ее коллеги разработали новый материал и технологию для выращивания подобных трехмерных каркасов, пригодных для «засеивания» стволовыми клетками. В ходе работы они экспериментировали с так называемыми мезенхимальными стромальными клетками (MSC).

«Любые стволовые клетки в организме находятся в специализированном окружении – так называемой нише стволовых клеток. Ее важнейшим компонентом служит внеклеточный матрикс. Известно, что в таких нишах его синтезировать могут, в первую очередь, мезенхимальные стромальные клетки. Мы наработали матрикс с их помощью и проверили, как хорошо на нем приживутся стволовые клетки», – пояснила Анастасия Ефименко.

Мезенхимальные стромальные клетки – это «взрослые» стволовые клетки, которые понемногу есть во всех человеческих органах. Они сохранили способность превращаться во многие типы тканей. Эти клетки формируют вокруг себя особую среду, в том числе и биополимерный каркас из белковых нитей, которые способствуют размножению и распространению стволовых клеток.

Российские ученые проверили, можно ли использовать продукты жизнедеятельности этих клеток для того, чтобы стимулировать рост других типов стволовых клеток, которые теоретически можно использовать для восстановления поврежденных тканей и выращивания копий органов.

Вырастив подобный каркас при помощи MSC-клеток, ученые удалили их из каркаса и засеяли эту структуру другими стволовыми клетками. Аналогичную процедуру биологи провели с биополимерным каркасом, который получили традиционным способом – с помощью культуры фибробластов, клеток соединительной ткани человека.

«Оказалось, что они активировались, то есть начали готовиться к делению и стали эффективнее отвечать на сигналы, запускающие их дифференцировку в разных направлениях. Наши результаты оказались заметно лучше, чем в случае с матриксом, наработанным фибробластами», – пояснила Ефименко.

Как отмечают медики, с помощью подобных структур в перспективе можно будет разработать методику, которая позволит регенерировать поврежденные органы пациента, не вызывая у него отторжения и других негативных реакций, которые обычно возникают при имплантации чужеродных органов и клеток. Вдобавок этот же материал можно использовать для выращивания искусственных копий органов и изучения их жизнедеятельности.

Источник: nauka.tass.ru