Kamieninės ląstelės „sujaukiamos“, kad susidarytų naujas kaulinis audinys
Nauji tyrimai nustatė galimą būdą manipuliuoti tam tikromis kamieninėmis ląstelėmis, norint sukurti naują kaulinį audinį. Šio tyrimo rezultatai galėtų žymiai pagerinti žmonių, turinčių skeleto traumų ar tokių sąlygų kaip osteoporozė, rezultatus.
Kamieninės ląstelės yra nediferencijuotos ląstelės, galinčios specializuotis ir atlikti bet kokią funkciją.
Daugybė naujausių tyrimų daugiausia dėmesio skyrė tam, kaip geriausia kamienines ląsteles naudoti terapiniais tikslais. Mokslininkus ypač domina, kaip jais manipuliuoti, norint sukurti naują audinį, kuris galėtų sėkmingai pakeisti pažeistus arba nebeveikiančius ląstelių rinkinius.
Naujame tyrime, kurį atliko Johns Hopkins universiteto medicinos mokykla Baltimorėje, MD, dr. Aaronas Jamesas ir jo komanda išnagrinėjo mechanizmus, leidžiančius tam tikroms kamieninių ląstelių rūšims, vadinamoms „perivaskulinėmis kamieninėmis ląstelėmis“, sudaryti naujas kaulinis audinys.
Šios kamieninės ląstelės paprastai virsta riebaliniu arba kauliniu audiniu. Iki šiol nebuvo aišku, kas tiksliai lemia jų likimą.
„Mūsų kauluose yra ribotas kamieninių ląstelių telkinys, iš kurio galima pasisemti naujų kaulų. Jei mes galėtume pritraukti šias ląsteles link kaulų ląstelių likimo ir nuo riebalų, tai būtų puikus mūsų sugebėjimas skatinti kaulų sveikatą ir gijimą “.
Daktaras Aaronas Jamesas
Tyrėjai atliko tyrimus su žiurkių modeliu, taip pat su žmogaus ląstelių kultūromis, ir apie savo išvadas praneša žurnale Mokslinės ataskaitos.
Baltymai, lemiantys ląstelių likimą
Ankstesni dr. Jameso atlikti tyrimai parodė, kad konkretus signalinis baltymas, vadinamas WISP-1, greičiausiai paskatins perivaskulinių kamieninių ląstelių likimą, „nurodydamas“, ar reikia formuoti riebalus, ar kaulinį audinį.
Dabartinio tyrimo metu mokslininkai siekė įrodyti WISP-1 vaidmenį nustatant kamieninių ląstelių likimą, genetiškai modifikuojant žmogaus kamieninių ląstelių rinkinį, kad jie nebegamintų šio baltymo.
Palyginę genų aktyvumą sukurtose kamieninėse ląstelėse su genų aktyvumu ląstelėse, kurios vis dar gamina WISP-1, mokslininkai patvirtino, kad baltymas vaidino svarbų vaidmenį. Ląstelėse be WISP-1 keturių genų, atsakingų už riebalų susidarymą, aktyvumas buvo 50–200 proc. Didesnis nei ląstelėse, toliau gaminančiose WISP-1.
Tai taip pat parodė, kad teisinga šio signalinio baltymo dozė gali paskatinti kamienines ląsteles formuoti kaulinį audinį, o ne riebalinį audinį.
Kaip ir tikėtasi, kai mokslininkai modifikavo kamienines ląsteles, kad padidintų WISP-1 gamybą, jie pastebėjo, kad trys iš kaulų audinio augimą stimuliuojančių genų tapo dvigubai aktyvesni, palyginti su kamieninėse ląstelėse esančiais, kurių signalinio baltymo lygis yra normalus.
Tuo pačiu metu riebalinių audinių augimą stimuliuojančių genų, tokių kaip peroksisomos proliferatoriaus aktyvuoto gama receptoriaus (PPARG), aktyvumas kamieninėse ląstelėse, turinčiose WISP-1 padidėjimą, buvo 42 proc. genai, lemiantys kaulinio audinio augimą.
Kamieninių ląstelių intervencija rodo pažadą
Kitame tyrimo etape mokslininkai naudojo žiurkių modelį, kad nustatytų, ar WISP-1 gali sustiprinti kaulų gijimą stuburo sintezės metu. Tai yra medicininė intervencija, kuriai reikia sujungti du ar daugiau slankstelių (stuburo kaulų), kad susidarytų vienas kaulas.
Terapinė stuburo sintezės paskirtis yra pagerinti nugaros skausmą ar stuburo stabilumą esant įvairioms stuburą veikiančioms sąlygoms, pavyzdžiui, skoliozei.
Paprastai „tokiai procedūrai reikia didžiulio kiekio naujų kaulų ląstelių“, - paaiškina daktaras Jamesas. "Jei galėtume nukreipti kaulų ląstelių kūrimąsi susiliejimo vietoje, galėtume padėti pacientams greičiau pasveikti ir sumažinti komplikacijų riziką", - pažymi jis.
Šio tyrimo metu mokslininkai žiurkėms suleido žmogaus kamieninių ląstelių, turinčių aktyvų WISP-1. Jie tai padarė tarp slankstelių, kurie turėjo būti sujungti kaip sintezės procedūros dalis.
Po 4 savaičių dr. Jamesas ir jo komanda nustatė, kad gyvūnų stuburo audiniuose vis dar buvo didelis WISP-1 kiekis. Be to, tinkamose vietose jau formavosi naujas kaulinis audinys, leidžiantis „suvirinti“ slankstelius.
Ir atvirkščiai, žiurkės, kurioms buvo atlikta ta pati chirurginė intervencija, tačiau be WISP-1 stimulo, per tą patį laikotarpį neturėjo jokio stuburo suliejimo.
"Tikimės, kad mūsų išvados paskatins ląstelių terapijos plėtrą, siekiant skatinti kaulų susidarymą po tokių operacijų ir dėl kitų griaučių traumų ir ligų, tokių kaip kaulų lūžiai ir osteoporozė", - pareiškia dr. Jamesas.
Ateityje mokslininkų komanda taip pat siekia išsiaiškinti, ar sumažinus WISP-1 kiekį kamieninėse ląstelėse, jos gali suformuoti riebalinį audinį, kuris galėtų padėti greičiau žaizdų gijimą.
