Исследования, проведенные исследователями Джона Хопкинса, выявили роли двух типов клеток, обнаруженных в стенках сосудов жировой ткани, и описали, как эти клетки могут способствовать ускорению восстановления костей.
Исследование показало, что один из этих типов периваскулярных стволовых клеток, перициты, вызывает рост новых кровеносных сосудов, а другой тип, адвентициты, индуцирует образование костных клеток, называемых остеобластами. В лабораторных испытаниях исследователи обнаружили, что два типа клеток лучше справлялись с восстановлением костей у мышей с дефектами черепа, когда они использовались вместе, чем когда любой из них использовался по отдельности. Описание работы опубликовано в сети Янв. 7 в журнале NPJ Regenerative Medicine.
По словам старшего автора исследования Аарона Джеймса, старшего автора исследования Аарона Джеймса, костные дефекты, вызванные травмой, раком или врожденными причинами, являются обычным явлением, но за пределами определенного размера костный дефицит не может зажить самостоятельно.D., Ph.D., доцент кафедры патологии Медицинского факультета Университета Джона Хопкинса. Клетки, взятые из жировой ткани, были опробованы в исследованиях тканевой инженерии для восстановления костей, но некоторые результаты неутешительны, говорит он.
"Преобладающая теория в лечении стволовыми клетками, полученными из жира, заключается в том, что гетерогенная популяция клеток каким-то образом работает согласованно, чтобы ускорить регенерацию тканей, как разные инструменты в оркестре, играющие в унисон," Джеймс говорит. "Но клеточные или молекулярные механизмы, лежащие в основе этой теории, не определены." В текущем исследовании предпринята попытка выделить определенные субпопуляции клеток, чтобы попытаться определить, какие из них будут работать лучше всего. "Это исследование показывает, что две разные популяции клеток – перициты и адвентициты – могут быть использованы для регенерации ткани в своего рода полезном дуэте," Джеймс говорит, с разными, но взаимодополняющими ролями.
Джеймс и его коллеги выделили перициты и адвентициты из образцов липосакции человека. Чтобы определить функции каждого типа клеток, они применяли перициты и адвентициты в равных количествах по отдельности и в сочетании с незаживающими дефектами черепа у мышей. Затем через восемь недель они использовали микрокомпьютерную томографию (используемую для оценки костей и мягких тканей с высоким разрешением), чтобы изучить степень восстановления кости. Образование костей было лишь неоднородным у мышей, получавших один из типов клеток, но было гораздо более устойчивым у мышей, получавших оба типа клеток в качестве комбинированной терапии.
Дополнительные лабораторные тесты клеток в культуре показали, что перициты стимулируют рост кровеносных сосудов, а адвентициты – образование костных клеток.
"Учитывая эти различные, но частично совпадающие роли в восстановлении костей, будущее использование комбинированной терапии клетками-предшественниками может быть эффективным," Джеймс говорит. "Хотя в нашем исследовании использовалось равное количество клеток каждого типа, важно изучить, могут ли различные соотношения этих двух типов клеток способствовать еще более радикальному восстановлению костей."
Лаборатория Джеймса и его сотрудники изучали периваскулярные стволовые клетки на других моделях, в том числе помещали клетки во внутримышечную область для формирования костей и использовали их для слияния сегментов кости вместе в позвоночнике крысы и для восстановления переломов в костях ног крысы. Текущие исследования позволяют дополнительно классифицировать типы клеток и выявить их функциональные различия.