Используя крупномасштабные модели скрининга лекарств у рыбок данио, исследователи из Бостонской детской больницы определили группу сильнодействующих химических веществ, которые помогают трансплантату костного мозга приживаться или приживаться "брать." Результаты, опубликованные в номере журнала Nature от 23 июля, могут привести к испытаниям на людях у пациентов с раком и заболеваниями крови в течение года или двух, говорит старший исследователь Леонард Зон, доктор медицины.
Соединения, известные как эпоксиэйкозатриеновые кислоты, или EET, усиливают приживление стволовых клеток как у рыбок данио, так и у мышей и могут сделать трансплантацию костного мозга человека более эффективной. Лучшее приживление может также позволить использовать пуповинную кровь в качестве альтернативы костному мозгу в качестве источника стволовых клеток крови, что значительно повысит шансы пациента найти подходящего донора и повысит безопасность.
"Девяносто процентов единиц пуповинной крови нельзя использовать, потому что они слишком малы," объясняет Зон, который руководит программой исследования стволовых клеток в Детском центре Бостона. "Если вы добавите эти химические вещества, вы сможете использовать больше единиц. Возможность приживления позволяет выбрать образец пуповинной крови меньшего размера, который может быть более подходящим."
EET – это жиры, которые стимулируют миграцию клеток. Они вошли в число лучших хитов на экране из 500 известных соединений, проведенном в недавно модернизированном детском центре Karp Aquatics в Бостоне. В то время как рыбки данио ранее приводили команду Зона к соединениям, которые увеличивают количество стволовых клеток в крови, таким как простагландин (в настоящее время проходит несколько клинических испытаний под названием ProHema), новый тест на лекарства специально проверял трансплантируемость и приживление стволовых клеток.
Красная рыба, зеленая рыба
Экран был сделан на созданной в лаборатории штамме рыбок данио под названием Casper. Поскольку Каспер прозрачен, Зон и его коллеги могли визуально сравнить приживление трансплантированных стволовых клеток крови, химически помеченных, чтобы светиться зеленым или красным – в том, что они назвали "Доктор. Эксперимент Сьюза."
Под руководством соавторов Пулина Ли, доктора философии, Джейми Лахвича и Веры Биндер, доктора медицины, исследователи сначала использовали маркировку, чтобы окрасить костный мозг рыб в красный или зеленый цвет, а затем удалили стволовые клетки крови для трансплантации. Зеленые клетки инкубировали с различными химическими веществами, а красные клетки не обрабатывали. Затем исследователи вводили смесь зеленых и красных клеток костного мозга другим группам рыбок данио (10 рыб на каждый тестируемый химикат). Затем команда визуально проследила активность клеток у реципиентов трансплантата и измерила соотношение зеленого: красного.
"Мы называем это конкурентной моделью трансплантации, потому что мы можем буквально соревноваться между зеленой стволовой клеткой и красной стволовой клеткой и посмотреть, что победит," говорит Зон. "Ожидалось, что если химические вещества не увеличивают приживление, вся рыба будет в равных частях красного и зеленого цвета. Но если бы это было эффективно, преобладал бы зеленый кабачок."
Так было с зеленым костным мозгом, инкубированным с EET, – открытие, которое помогло провести более тысячи трансплантаций костного мозга. "В системе с мышью этот эксперимент обойдется в 3 миллиона долларов," отмечает Зон. "В рыбном он стоит около 150 000 долларов."
В более мелкомасштабных экспериментах на мышах команда подтвердила эффективность EET в стимулировании самонаведения и приживления трансплантированных стволовых клеток крови у млекопитающих.
Хотя EET являются химическими родственниками простагландина (оба производятся из арахидоновой кислоты, и оба образуются во время воспаления), EET работают по-другому, активируя путь, известный как PI3K. EET также увеличивали активность PI3K в клетках кровеносных сосудов человека в чашке.
После дополнительных исследований на человеческих клетках, чтобы выяснить, как работают EET, Зон надеется начать клинические испытания EET в течение следующих двух лет, вероятно, в условиях трансплантации пуповинной крови. Лаборатория также изучает другие свои лучшие результаты с экрана рыбок данио.
"Каждый новый путь, который мы находим, имеет шанс улучшить приживление и миграцию стволовых клеток," говорит Зон. "Я думаю, что в конечном итоге мы сможем манипулировать этим процессом."