Стволовые клетки отправят в космос

  • 13 декабря, 2016
    0 Comments

    Полет в невесомости может оказывать влияние не только на чувство направления человека, но и, как оказалось, на клетки в чашках Петри. Во время сессии на Всемирной встрече, посвященной стволовым клеткам ( World Stem Cell Summit, WSCS), организованной некоммерческим Фондом регенеративной медицины, исследователи описали результаты своих исследований поведения стволовых клеток в условиях микрогравитации.

    Конечно, можно смоделировать невесомые условия на Земле, но есть только один способ получить реальные результаты: отправить клетки в 400-километровой вертикальный путь к национальной лаборатории США, дислоцированной на Международной космической станции (МКС). Три вопроса, на которые ученые надеются получить ответ, проведя эксперименты на околоземной орбите:

    1. Что происходит в организме космонавта?

    Одними из многочисленных рисков полета в космос являются изменения в сердечно-сосудистой системе человека; некоторые данные свидетельствуют о том, что астронавты склонны к развитию аритмий и атрофий сердца. Клеточный биолог Арун Шарма рассказал аудитории WSCS, что он и его команда в Стэнфордском университете в Пало-Альто, штат Калифорния, хотят использовать МКС, чтобы получить детальный взгляд на то, что в условиях микрогравитации происходит с сердечной мышцей.

    Поскольку клетки из реального человеческого сердца трудно получать и поддерживать в лабораторных условиях, команда создала новые из стволовых клеток. Они перепрограммировали клетки взрослой кожи трех человек в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые способны развиваться в различные типы клеток в организме, в том числе клетки сердца. В июле этого года миссия SpaceX CRS-9 перевезла чашки Петри с клетками сердечной мышцы для месячного пребывания на МКС. (Второй набор кардиомиоцитов из одних и тех же людей остались на Земле в качестве контроля.)

    Теперь, когда клетки вернулись на Землю, команда начинает анализировать данные, собранные во время и после поездки, в том числе, какие гены были включены или выключены, изменение структур клеток и их способность сокращаться. 

    2. Почему микрогравитация делает стволовые клетки более "стволовыми"?

    Длинные миссии в космосе могут привести к ухудшению состояния организма, однако различные эффекты наблюдаются для некоторых типов стволовых клеток. Иммунолог Мэри Кернс-Йонкер из университета Линда в Калифорнии экспериментирует с моделируемой микрогравитацией, прикрепляя клетки-предшественники кардиомиоцитов на устройство, называемое clinostat, который вращает их постоянно, чтобы минимизировать гравитационную силу.

    Ее команда обнаружила, что клетки-предшественники от новорожденных детей лучше размножаются в условиях микрогравитации и показывают признаки де-дифференцировки. "Они немного отступают назад, чтобы потом более эффективно двигаться вперед", - пояснила Мэри Кернс-Йонкер . На самом деле, она обнаружила, что условия микрогравитации могут активировать определенные генетические пути, которые являются наиболее активными при регенерации поврежденных тканей.

    В марте 2017 года планируется отправка клеток из лаборатории Мэри Кернс-Йонкер на МКС, чтобы выяснить, будут ли проявляться возрастные эффекты, которые она видела, в космосе.

    3. Могут ли клетки, выращенные в условиях микрогравитации, быть более эффективными в лечении заболеваний?

    Команда Кернс-Йонкер уже тестирует потенциальные терапевтические эффекты клеток-предшественников кардиомиоцитов. Исследователь индуцирует сердечные приступы у взрослых овец, которым затем вводят клетки-предшественники, выделенные из сердец новорожденных овец. Если эти клетки окажутся эффективными при заживлении сердца, она надеется проверить, сможет ли микрогравитация улучшить этот метод лечения. 

    Авва Зубайр, исследователь стволовых клеток в клинике Майо в Джексонвилле, штат Флорида, имеет еще более грандиозное видение будущей терапии: стволовые клетки, выращенные на борту МКС. Его работа сосредоточена на исследовании геморрагического инсульта - кровотечения, вызванного разрывом кровеносных сосудов в головном мозге. Он планирует провести клинические испытания, чтобы проверить другой тип клеток, известный как мезенхимальные стволовые клетки (МСК), для стимуляции регенерации поврежденных нейронов.

    Испытания, по примерным оценкам, потребуют 100-200 миллионов таких клеток для лечения человека, но их трудно растить в лабораторных условиях - это отнимает слишком много времени. На основании ранее доказанных свидетельств того, что стволовые клетки активнее пролиферируют в условиях микрогравитации, Зубайр планирует проверить, будет ли полет в космос способствовать активной пролиферации МСК. Если да, то потребуется решить более серьезный вопрос: Можно ли выращивать клетки, готовые для использования, в орбитальных лабораториях? И будет ли по-прежнему безопасно вводить людям клетки, которые перенесли такую "космическую одиссею?"

    Источникhttp://www.sciencemag.org/news/2016/12/why-are-scientists-shooting-stem-...

  • Экспертная колонка

    27 марта 2017

    Термин «стволовые клетки» придумал русский ученый А.А. Максимов еще в начале прошлого века, исследуя процесс кроветворения, затем А.Я. Фриденштейн доказал наличие других, не только кроветворных стволовых клеток. С тех пор мировая наука существенно продвинулась в изучении этого вопроса.

    Сегодня известно, что стволовые клетки являются основой самоподдержания и обновления организма человека. Установлено, что они входят в состав не только костного мозга, но и соматических и висцеральных тканей нашего организма. С различной степенью регулярности эти клетки обновляются, тем самым поддерживая здоровье человека на должном уровне.

    Некоторые клетки организма обновляются раз в две недели, а другие – раз в год, третьи – не обновляются совсем (например, нейроны), однако возраст и болезни уменьшают их количество. Таким образом, резерв стволовых клеток, «перезагружающих» и «ремонтирующих» наш организм истощается. Стало очевидно, что нужно повышать их потенциал, для чего можно, например, изымать стволовые клетки из организма, приумножать их в сотни, тысячи раз и вводить обратно. Кроме того, ученые с помощью стволовых клеток научились выращивать ткани и некоторые органы.

    Однако академик считает, что это не решит проблемы, потому что благодаря развитию медицины продолжительность жизни человека растет с каждым годом. Это может приводить к тому, что будет появляться все больше пациентов, которые будут нуждаться в органах для трансплантации: сердце, почках, печени, легких.

    Решение проблемы и логичное развитие регенеративной медицины он видит не в том, чтобы искусственно вырастить орган и подсадить его человеку (своего рода «паллиативное решение проблемы»), но научиться контролировать обновление клеток и программировать эту регенерацию внутри человеческого организма.

  • Видео недели

    Компания Abcam за 2 минуты познакомит вас с основными прорывами в области биомедицины за последние 20 лет. 

  • Twitter лента