211service.com
Muskuļu distrofijas ārstēšana ar cilmes šūnām
Pētnieki pie Teksasas Universitātes Dienvidrietumu medicīnas centrs (UT Southwestern) ir izmantojuši embrionālās cilmes šūnas no pelēm, lai audzētu muskuļu šūnas. Šīs pašas šūnas, kas injicētas pelēm ar vieglu muskuļu distrofijas formu, veidoja veselas, funkcionālas muskuļu šķiedras audu bojāšanās vietā. Zinātnieki saka, ka pētījumi, kas joprojām ir agrīnā stadijā, galu galā varētu novest pie šūnu terapijas pacientiem ar muskuļu distrofiju un citām ar muskuļiem saistītām slimībām. Pētījums nesen tika publicēts tiešsaistes izdevumā Dabas medicīna .
Muskuļu veidošana: Embrionālās cilmes šūnas no pelēm tika izmantotas veselīgu, funkcionālu muskuļu šķiedru audzēšanai. Augšējā attēlā ir parādīts peles embriju cilmes šūnu (krāsotas zaļas) un distrofīna (krāsotas sarkanas) maisījums, proteīns, kas ir būtisks pareizai muskuļu darbībai.
Saskaņā ar Muskuļu distrofijas asociācija , aptuveni 250 000 cilvēku Amerikas Savienotajās Valstīs ir kāda veida slimība. Vispazīstamāko Dišēna muskuļu distrofiju izraisa ģenētiska mutācija, kas izjauc distrofīna veidošanos, kas ir svarīgs muskuļu šūnu veidošanā iesaistītais proteīns. Ja nav distrofīna, muskuļi nespēj atjaunoties, un tie pakāpeniski vājina un iztukšojas. Galu galā bojāto vietu pārņem tauki un saistaudi.
Rita Perlingeiro UT Southwestern attīstības bioloģijas docents saka, ka embrionālās cilmes šūnas var būt galvenais līdzeklis, lai novērstu muskuļu distrofijas novājinošo ietekmi. Priekšrocība slēpjas šūnu pluripotencē — spējā pārveidoties par jebkuru nobriedušu šūnu, vai tas būtu kauls, muskuļi vai skrimšļi. Tomēr daudzi pētnieki ir atklājuši, ka ir grūti virzīt katru cilmes šūnu kultūrā, lai izveidotu noteikta veida šūnas. Laboratorijas eksperimentos zinātnieki bieži nonāk pie šūnu maisījuma, kas, injicējot dzīvniekā, veido lielas kopas, kas atgādina audzēju.
Tāpēc Perlingeiro un viņas komanda izvirzīja divus galvenos mērķus: atrast pareizo signālu kopumu, lai embrionālās cilmes šūnas pārvērstu muskuļu šūnās, un meklēt veidus, kā izolēt muskuļu šūnas no pārējās barotnes, lai injicētu devu tīras muskuļu šūnas peles modelī.
Normālā embrioloģiskā attīstībā cilmes šūnas pārvēršas dažādos audos un kaulos atkarībā no molekulāro un ģenētisko signālu kombinācijas. Attiecībā uz muskuļu šūnām iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka gēns Pax-3 ir būtisks, lai novirzītu cilmes šūnas uz muskuļu veidošanās ceļu. Izmantojot šīs zināšanas, Perlingeiro un viņas komanda audzēja no peles iegūtas embrionālās cilmes šūnas kultūras traukā, pēc tam ģenētiski manipulēja ar šķīdumu, lai pārmērīgi ekspresētu Pax-3. Viņi atklāja, ka, salīdzinot ar maisījumiem bez Pax-3, ievērojams skaits cilmes šūnu, kas pakļautas aktivizētajam gēnam, veidoja muskuļu šūnas.
Tomēr ne visas šūnas pārvērtās muskuļos, un, kad komanda injicēja šķīdumu pelei ar vieglu muskuļu distrofijas formu, maisījums izraisīja audzēju veidošanos. Pēc tam komanda koncentrējās uz identifikācijas procesa izstrādi, kas muskuļu šūnas izceltu no pārējā risinājuma. Atkal Perlingeiro aplūkoja pamata attīstības pētījumus un atklāja, ka normālas muskuļu veidošanās laikā embrijā cilmes šūnas, kas kļūst par ļoti agrīnām muskuļu šūnu versijām, parāda noteiktas virsmas molekulas vai marķierus. Komanda atkārtoja sava eksperimenta pirmo fāzi, pakļaujot embrionālās cilmes šūnas Pax-3, un meklēja indikatorus, kas norāda uz muskuļu šūnām. Pēc tam pētnieki izolēja šīs šūnas, radot risinājumu, kas sastāvēja tikai no muskuļu šūnām.
Gatavojoties jaunā šķīduma injicēšanai peles modelī, komanda vispirms injicēja kardiotoksīnu peles kājā. Ietekme kavēja distrofīna veidošanos, izraisot muskuļu vājināšanos — stāvokli, kas līdzinās muskuļu distrofijai. Pēc tam Perlingeiro un viņas kolēģi injicēja peli ar muskuļu šūnu šķīdumu. Pēc tam komanda paņēma muskuļu biopsijas un pēc imūnās krāsošanas konstatēja, ka, salīdzinot ar pelēm, kuras nesaņēma šķīdumu, ārstētajām pelēm bija vairāk distrofīna, kas liecina par veselīgu muskuļu atjaunošanos.
Lai apstiprinātu savus rezultātus, pētnieki palaida abas peļu grupas uz skrejceliņa; viņi atklāja, ka peles, kas saņēma risinājumu, pārsniedza grupu, kas to nesaņēma. Perlingeiro gāja soli tālāk: pēc abu dzīvnieku grupu upurēšanas viņa un viņas kolēģi izvilka katru kāju muskuļu, gan apstrādātu, gan neapstrādātu. Pēc tam viņi katru muskuļu ievietoja vannā un pārbaudīja tā spēku, pakļaujot to elektriskam impulsam. Komanda atklāja, ka spēcīgākas kontrakcijas radīja muskuļi, kas apstrādāti ar cilmes šūnu šķīdumu.
Perlingeiro saka, ka pētījuma rezultāti ir iepriecinoši, jo viņa plāno kādu dienu nodrošināt uz cilmes šūnām balstītu terapiju cilvēkiem ar muskuļu distrofiju un citām ar muskuļiem saistītām slimībām. Tomēr, pirms šo paņēmienu varēs izmantot cilvēkiem, būs jāveic vairāk papildu pētījumu.
Man ir garš darāmo darbu saraksts, saka Perlingeiro. Mēs vēlētos izmantot to pašu paņēmienu cilvēka embrija cilmes šūnām.
Nesen pētnieki varēja pārvērst cilvēka ādas šūnas par embrionālajām cilmes šūnām — paņēmienu, kas apiet sarežģītās problēmas, kas pašlaik ir saistītas ar embriju cilmes šūnu izmantošanu. Perlingeiro saka, ka šīs metodes apvienošana ar viņas muskuļu iegūšanas metodi kādu dienu var dot efektīvu un efektīvu tādu slimību ārstēšanu kā muskuļu distrofija.
Ja mēs varam pārprogrammēt ādas šūnas, lai tās kļūtu pluripotentas, un izmantot Pax-3, lai izveidotu muskuļus, tad mēs varētu izgatavot šūnas no pacienta un mēs nesaskartos ar ētikas problēmām vai atgrūšanas problēmām, saka Perlingeiro.
Pols Muhlrads, Muskuļu distrofijas asociācijas pētniecības programmas koordinators, saka, ka pētījuma rezultāti ir daudzsološs solis ceļā uz efektīvu ar muskuļiem saistītu slimību ārstēšanu. Šie pētnieki sniedz jauku pierādījumu tam, ka embrionālās cilmes šūnas laboratorijā var pārvērst muskuļus ražojošās šūnās un izmantot, lai nodrošinātu veselīgu muskuļu cilvēkiem ar Dišēna muskuļu distrofiju, saka Muhlrads. Protams, šie eksperimenti tika veikti ar pelēm. Mums vēl nav jāredz, vai tie darbosies cilvēkiem, taču šis pētījums mums sniedz daudz cerību.