В течение многих лет ученые пытались разгадать механизмы, которые управляют функцией и дифференцировкой стволовых клеток крови, тех клеток, которые производят все клетки крови, включая нашу иммунную систему. Изучение стволовых клеток крови человека затруднено, потому что их можно найти только в костном мозге в специализированных "ниши" что не может быть воспроизведено в культуральной посуде.
Сейчас группа ученых из Дрездена во главе с исследователем стволовых клеток проф. Клаудиа Васков (Технический университет Дрездена) смогла создать модель мыши, которая поддерживает трансплантацию стволовых клеток крови человека, несмотря на видовой барьер, и без необходимости облучения. Они использовали мутацию рецептора Kit в стволовых клетках мыши, чтобы облегчить приживление клеток человека. В новой модели стволовые клетки крови человека могут расширяться и дифференцироваться во все типы клеток крови без какой-либо дополнительной обработки. Даже клетки врожденной иммунной системы, которые в норме нельзя найти в "очеловеченный" мышей эффективно генерировали в этой мыши. Важным является тот факт, что стволовые клетки могут сохраняться у мыши в течение более длительного периода времени по сравнению с ранее существовавшими моделями мышей. Эти результаты были опубликованы в известном журнале "Стволовая клетка".
"Нашей целью было разработать оптимальную модель трансплантации и исследования стволовых клеток крови человека," говорит Клаудия Васкоу, недавно занявшая должность профессора "животные модели в гемопоэзе" на медицинском факультете Дрезденского технического университета. Раньше, проф. Васков был руководителем группы в DFG-Центре регенеративной терапии в Дрездене, где проводилась большая часть исследования.
Уловка, использованная командой Клаудии Васкоу для достижения оптимального приживления стволовых клеток, заключалась во введении естественной мутации рецептора Kit в мышей, у которых отсутствует функциональная иммунная система. Таким образом они обошли два основных препятствия трансплантации стволовых клеток крови: отторжение иммунной системой реципиента и отсутствие свободного пространства ниши для поступающих донорских стволовых клеток в костном мозге реципиента. Пространство обычно обеспечивается лучевой терапией, называемой кондиционированием, потому что она повреждает и истощает эндогенные стволовые клетки и, таким образом, освобождает пространство для поступающих человеческих клеток. Однако облучение токсично для многих типов клеток и может вызвать сильные побочные эффекты. Мутация Kit в новой модели мыши нарушает компартмент стволовых клеток реципиента таким образом, что эндогенные стволовые клетки крови могут быть легко заменены стволовыми клетками донора человека с функциональным рецептором Kit. Эта замена работает настолько эффективно, что облучение можно полностью исключить, что позволяет изучать развитие крови человека в физиологических условиях. Модель теперь можно использовать для изучения заболеваний крови и иммунной системы человека или для тестирования новых вариантов лечения.
Результаты проф. Группа Васкова также показала, что рецептор Kit важен для функции стволовых клеток крови человека, особенно в условиях трансплантации. Дальнейшие исследования теперь будут сосредоточены на использовании этих знаний о роли рецептора в улучшении кондиционирующей терапии в условиях терапевтической трансплантации гемопоэтических стволовых клеток пациентам.