Клетки находятся в височно-нижнечелюстном суставе (ВНЧС), который соединяет челюстную кость с черепом. Когда стволовые клетки подвергались манипуляции с животными с дегенерацией ВНЧС, клетки восстанавливали хрящ в суставе. Одна клетка, трансплантированная мыши, спонтанно образовала хрящ и кость и даже начала образовывать нишу в костном мозге.Результаты были опубликованы 10 октября в Nature Communications.
«Это очень интересно для этой области, потому что пациенты, у которых есть проблемы с челюстями и височно-нижнечелюстными суставами, очень ограничены с точки зрения доступных клинических методов лечения», — сказала Милдред К. Эмбри, доктор медицинских наук, доцент кафедры стоматологической медицины в Медицинском центре Колумбийского университета ( CUMC) и ведущий автор исследования. Команда доктора Эмбри, Лаборатория биологии и регенеративной медицины ВНЧС, провела исследование с коллегами, включая Джереми Мао, доктора медицинских наук, доктора философии, профессора стоматологии (ортопедической хирургии) Эдвина С. Робинсона в CUMC.По данным Национального института здоровья, до 10 миллионов человек в США, в основном женщины, страдают расстройствами ВНЧС. Варианты лечения в настоящее время включают хирургическое вмешательство или паллиативную помощь, которая устраняет симптомы, но не может восстановить поврежденную ткань.
Результаты доктора Эмбри предполагают, что стволовыми клетками, уже присутствующими в суставе, можно манипулировать, чтобы восстановить его.Хрящ помогает смягчить суставы и позволяет им плавно двигаться. Тип хряща внутри ВНЧС — это фиброзный хрящ, который также находится в мениске коленного сустава и в дисках между позвонками. Поскольку фиброзный хрящ не может вырасти или зажить, травма или заболевание, повреждающее эту ткань, может привести к необратимой инвалидности.
Медицинские исследователи работают над использованием стволовых клеток, незрелых клеток, которые могут развиваться в различные типы тканей, для регенерации хрящей. Учитывая проблемы трансплантации донорских стволовых клеток, такие как возможность отторжения реципиентом, исследователи особенно заинтересованы в поиске способов использования стволовых клеток, уже живущих в организме.
«Эти открытия имеют широкое значение, — сказал доктор Мао, — в том числе и для клинической терапии. Они предполагают, что молекулярные сигналы, управляющие стволовыми клетками, могут иметь терапевтическое применение для регенерации хрящей и костей. Хрящи и некоторые дефекты костей, как известно, трудно излечить. . " Доктор Мао — содиректор Центра черепно-лицевой регенерации в Колумбии.
Его собственное исследование стволовых клеток в 2003 году позволило регенерировать зубы и мениск, подушечку хряща в коленном суставе и ВНЧС.В серии экспериментов, описанных в новом отчете, д-р Эмбри, д-р Мао и их коллеги выделили стволовые клетки фиброзного хряща (FCSC) из сустава и показали, что клетки могут образовывать хрящ и кость как в лаборатории, так и при имплантации. в животных. «Мне не нужно было добавлять в клетки какие-либо реагенты», — сказал доктор Эмбри. «Они были запрограммированы на это». И хотя некоторые подходы к регенерации поврежденной ткани требуют факторов роста или биоматериалов для роста клеток, она отметила, что FCSCs росли и созревали спонтанно.
Доктор Эмбри и ее команда также определили молекулярный сигнал, Wnt, который истощает FCSC и вызывает дегенерацию хряща. Введение в дегенерированные височно-нижнечелюстные суставы у животных молекулы, блокирующей Wnt, называемой склеростином, стимулировало рост хряща и заживление сустава.
Сейчас она и ее коллеги ищут другие небольшие молекулы, которые можно было бы использовать для ингибирования Wnt и стимулирования роста FCSC. По словам доктора Эмбри, идея состоит в том, чтобы найти лекарство с минимальными побочными эффектами, которое можно было бы вводить прямо в сустав.Доктор Эмбри отметил, что у детей с ювенильным идиопатическим артритом может наблюдаться задержка роста челюсти, которую нельзя лечить существующими лекарствами. Поскольку ВНЧС является центром роста челюсти, новое исследование может предложить стратегии лечения этих детей и привести к лучшему пониманию того, как растет и развивается челюсть.
Хотя ортодонты в настоящее время полагаются на неуклюжие технологии, такие как головные уборы, для изменения роста челюсти, добавила она, результаты могут указывать на способы модуляции роста на клеточном уровне.В конечном итоге, по словам доктора Эмбри и ее команды, результаты могут привести к стратегиям восстановления фиброзно-хрящевой ткани в других суставах, включая колени и позвоночные диски. «Эти типы хрящей имеют разные клеточные составляющие, поэтому нам придется действительно исследовать молекулярные основы того, как эти клетки регулируются», — сказал исследователь.