Любой, кто страдает артритом, может оценить, насколько полезным было бы, если бы ученые смогли выращивать хрящ в лаборатории. С этой целью Медицинская школа им. Кека при Университете Южной Калифорнии в лаборатории стволовых клеток Университета Южной Калифорнии под руководством Дениса Евсеенко, д.м.н.D., сотрудничал с коллегами из нескольких учреждений, чтобы по-новому взглянуть на то, как активность генов влияет на развитие хряща. Их результаты опубликованы сегодня в Nature Communications.
На основе своих молекулярных исследований ученые впервые идентифицировали и охарактеризовали уникальные популяции клеток, которые образуют поверхностную зону суставного хряща человека. Поверхностная зона играет наиболее важную роль в амортизации сустава и часто частично или полностью теряется при артрите.
"Наши результаты не только предлагают уникальный молекулярный атлас развития скелета человека, но и определяют стратегию восстановления суставного хряща," – говорит Евсеенко, автор-корреспондент исследования и доцент кафедры ортопедической хирургии, биологии стволовых клеток и регенеративной медицины в школе Кека.
В серии экспериментов Габриэль Б. Фергюсон, доктор философии.D., докторант – научный сотрудник, Бен Ван Гендель, Ph.D., научный сотрудник – научный сотрудник и коллеги сравнили активность генов развивающихся хрящевых клеток человека с несколькими другими типами клеток.
Во-первых, они сравнили клетки хряща с четырьмя другими типами развивающихся клеток человека: предшественниками костей, мышц, сухожилий и связок. По мере созревания хряща гены, специфичные для хряща, становились все более активными, в то время как гены, связанные с другими типами клеток, подавлялись.
Затем ученые сравнили эти развивающиеся хрящевые клетки человека с эквивалентными клетками мышей. Команда обнаружила много общих черт в активности генов.
Исследователи также провели подробное сравнение обычных хрящевых клеток человека и хрящевых клеток человека, полученных из стволовых клеток, с учетом генетики, генетической регуляции и функции. Исследователи продемонстрировали, что хрящ, полученный из стволовых клеток, не полностью развивается в чашке Петри, а скорее сохраняет генетические признаки, типичные для хряща плода. Однако, если ученые трансплантируют человеческий хрящ, полученный из стволовых клеток на определенной стадии развития, крысе с артритом, хрящ потеряет свои эмбриональные признаки и полностью созреет, регенерируя критическую поверхностную зону.