(Medical Xpress). Выращивание новых кровеносных сосудов в лаборатории – сложная задача, но команда инженеров Джона Хопкинса решила главный камень преткновения: как заставить стволовые клетки стать двумя разными типами тканей, которые необходимы для построения крошечных сетей вены и артерии.
Решение команды подробно описано в статье, опубликованной в печатном выпуске журнала Cardiovascular Research за январь 2013 г. Статья также недавно была опубликована в интернет-издании журнала. Работа важна, потому что сети новых кровеносных сосудов, собранные в лаборатории для трансплантации пациентам, могут быть благом для людей, чьи кровеносные системы были повреждены сердечными заболеваниями, диабетом и другими заболеваниями.
"Это наша долгосрочная цель: дать врачам новый инструмент для лечения пациентов, у которых есть проблемы с трубопроводами, по которым кровь проходит через их тело," сказала Шэрон Герехт, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии, возглавлявшая исследовательскую группу. "Важным шагом является выяснение того, как заставить эти стволовые клетки стать критическими строительными блоками для создания этих сетей кровеносных сосудов."
В новом исследовании команда Герехта сосредоточилась на гладкомышечных клетках сосудов, которые находятся в стенках кровеносных сосудов. Были идентифицированы два типа: синтетические гладкомышечные клетки, которые мигрируют через окружающие ткани, продолжают делиться и помогают поддерживать вновь сформированные кровеносные сосуды; и сократительные клетки гладкой мускулатуры, которые остаются на месте, стабилизируют рост новых кровеносных сосудов и помогают им поддерживать надлежащее кровяное давление.
Для производства этих гладкомышечных клеток лаборатория Герехта экспериментирует как с одобренными Национальным институтом здравоохранения эмбриональными стволовыми клетками человека, так и с индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки – это взрослые клетки, которые генетически перепрограммированы, чтобы действовать как эмбриональные стволовые клетки. Стволовые клетки используются в этом исследовании, потому что они обладают способностью трансформироваться в определенные типы клеток, необходимые определенным органам в организме.
В более раннем исследовании, проведенном под руководством Герехт, ее команда смогла заставить стволовые клетки стать тканью, которая напоминала гладкомышечные клетки, но не вела себя должным образом. В новых экспериментах исследователи пытались добавить различные концентрации фактора роста и сыворотки к предыдущим клеткам. Фактор роста – это "пища, которую потребляют клетки; сыворотка – жидкий компонент, содержащий клетки крови.
"Когда мы добавили больше фактора роста и сыворотки, стволовые клетки превратились в синтетические гладкомышечные клетки," Герехт сказал. "Когда мы предоставили гораздо меньшее количество этих материалов, они стали сократительными клетками гладких мышц."
По ее словам, эта способность контролировать тип гладкомышечных клеток, образующихся в лаборатории, может иметь решающее значение для разработки новых сетей кровеносных сосудов. "Когда мы строим трубопровод для транспортировки крови, вам нужны сократительные клетки, чтобы обеспечить структуру и стабильность," она добавила. "Но при работе с очень маленькими кровеносными сосудами мигрирующие синтетические клетки могут быть более полезными."
При раке образуются мелкие кровеносные сосуды, питающие растущую опухоль. Текущая работа также может помочь исследователям понять, как кровеносные сосуды стабилизируются в опухолях, что может быть полезно при лечении рака.
"Нам предстоит еще много исследований, прежде чем мы сможем построить полностью новую сеть кровеносных сосудов в лаборатории," Герехт сказал, "но наш прогресс в управлении судьбой этих стволовых клеток кажется большим шагом в правильном направлении."