Австралийское исследование, проведенное учеными из Австралийского института регенеративной медицины (ARMI) Университета Монаша и Института медицинских исследований Гарвана, опубликовано сегодня в журнале Nature. Он впервые определяет механизмы в организме, которые запускают производство гемопоэтических стволовых клеток (HSC).
Обнаруженные в костном мозге и пуповинной крови, HSC критически важны, потому что они могут пополнять запасы клеток крови в организме. Больных лейкемией успешно лечили с помощью трансплантатов HSC, но медицинские эксперты считают, что стволовые клетки крови могут найти более широкое применение.Ведущий исследователь профессор Питер Карри из ARMI объяснил, что понимание того, как HSC самообновляются для пополнения клеток крови, является «Святым Граалем» биологии стволовых клеток.«ГСК являются одним из лучших терапевтических инструментов в нашем распоряжении, потому что они могут образовывать любые клетки крови в организме.
Потенциально мы могли бы использовать эти клетки гораздо большим количеством способов, чем нынешние стратегии трансплантации, для лечения серьезных нарушений и заболеваний крови, но только если мы сможем выяснить, как они возникают в первую очередь. Наше исследование приближает эту возможность », — сказал он.
Ключевым камнем преткновения на пути к более широкому использованию HSC была невозможность производить их в лабораторных условиях. Причина этого, предположенная из предыдущих исследований, заключается в том, что молекулярный «переключатель» также может быть необходим для образования HSC, хотя ответственный механизм остается загадкой до сих пор.В этом последнем исследовании исследователи ARMI наблюдали за клетками развивающейся рыбы-зебры — тропической пресноводной рыбы, известной своими регенеративными способностями и оптически прозрачными эмбрионами, — чтобы собрать новую информацию о сигнальном процессе, отвечающем за генерацию HSC.Используя микроскопию высокого разрешения, исследователи сняли фильм о том, как эти стволовые клетки образуются внутри эмбриона, и запечатлели процесс их образования во всех подробностях.
Профессор Карри сказал, что при просмотре этих фильмов они заметили, что HSC нуждаются в клетках "приятеля", чтобы помогать им формироваться. Эти "приятели", известные как эндотомные клетки, обладают способностью индуцировать стволовые клетки,«Клетки эндотома действуют как удобный диван, на котором они могут прижаться к пре-HSC, помогая им развиваться, чтобы стать полноценными стволовыми клетками. Мы не только идентифицировали некоторые клетки и сигналы, необходимые для образования HSC, мы также точно определили гены, необходимые для образования эндотома. в первую очередь ", — сказал профессор Карри.
«Действительно захватывающая вещь в этих результатах заключается в том, что если мы сможем найти сигналы, присутствующие в клетках эндотома, ответственных за образование эмбриональных HSC, то мы сможем использовать их in vitro для получения различных клеток крови по мере необходимости для всех видов заболеваний, связанных с кровью».«Потенциально можно себе представить, что можно даже исправить генетические дефекты в клетках, а затем пересадить их обратно в организм», — сказал профессор Карри.
Доктор Джорджина Холлуэй из Института медицинских исследований Гарвана сказала, что эта работа подчеркивает, как молекулярные процессы в организме играют ключевую роль в формировании HSC.«Теперь мы знаем, что эти мигрирующие клетки играют важную роль в формировании гемопоэтических стволовых клеток, и мы описали некоторые из задействованных молекулярных процессов. Эта информация не является полным решением для их создания в лаборатории, но она, безусловно, поможет». — сказал доктор Холлуэй.
На следующем этапе исследования команда профессора Карри определит больше молекулярных сигналов, запускающих выработку HSC.