Мезенхимальные стволовые клетки против негативных последствий химиотерапии
Недавнее исследование американских учёных показало, что мезенхимальные стволовые клетки (МСК), полученные из жира, могут защищать и восстанавливать костные ткани после химиотерапии. Результаты работы опубликованы 30 июня в журнале Experimental Cell Research.
Учёные обнаружили, что МСК, обладающие способностью к восстановлению соединительных тканей, в том числе и костной, помогают сохранить кости при химиотерапии метотрексатом, в частности, при лечении лимфобластного лейкоза у детей. Другие типы стволовых клеток, например, полученные из костного мозга, не смогли перенести воздействие метотрексатом.
Метотрексат (Methotrexate, MTX) используется для лечения наиболее распространённой формы рака у детей — острого лимфобластного лейкоза (ОЛЛ). Однако главным побочным эффектом терапии является потеря минеральной плотности костной ткани.
«Дети проходят курс химиотерапии в то время, когда организм наиболее активно растёт. Но при таком лечении костные клетки повреждаются», — говорит ведущий автор исследования Оливия Бин (Olivia Beane), аспирант Центра биомедицинской инженерии Университета Брауна. «Такие повреждения приводят к долгосрочным осложнениям — остеопорозу и дефектам костей. Если бы мы нашли тип стволовых клеток, устойчивых к препаратам химиотерапии и способных к стимулированию роста костей, то мы бы избавились от этих проблем».
Изначально Бин изучала стимулирование пролиферации МСК, полученных из жира, и очищение их от прочих видов клеток. Среди испытуемых препаратов были и лекарства, используемые в химиотерапии, к воздействию которых из всех клеток оказались стойкими лишь жировые мезенхимальные стволовые клетки. Идея о том, что открытие может помочь онкобольным пришла позже.
В эксперименте Бин использовала чистую культуру МСК, полученную из жира, стромальную васкулярную фракцию (Stromal Vascular Fraction — SVF), содержащую, кроме МСК, целый ряд других видов клеток, а также культуру фибробластов человека. На все культуры воздействовали химиотерапевтическими препаратами в течение 24 часов. Последующие 10 дней Бин с сотрудниками изучали жизнеспособность клеток и способность к дифференцировке МСК как в составе SVF, так и в чистой культуре.
Исследователи отметили, что три химиотерапевтических препарата — цитарабин, этопозид и винкрис уничтожили все группы клеток, однако культура МСК оказалась устойчивой к метотрексату любой концентрации. Он не влиял ни на жизнеспособность стволовых клеток, ни на их деление, ни на способность их дифференцировки в клетки костной или хрящевой ткани.
Для изучения резистентности МСК к МТХ ученые провели дополнительные тесты. Как правило, метотрексат ингибирует фермент дигидрофолат-редуктазу, это уменьшает запасы восстановленных фолатов, необходимых для синтеза дТМФ и пуринов, и вызывает накопление полиглутаматов дигидрофолиевой кислоты, которые вместе с полиглутаматами метотрексата напрямую ингибируют зависимые от восстановленных фолатов ферменты синтеза пуринов и тимидилатсинтазу в результате клетка погибает. Однако у МСК, полученных из жира, при воздействии МТХ уровень дигидрофолат-редуктазы возрастает настолько, что перекрывает негативное воздействие.
Теперь, когда учёные знают о устойчивости к метотрексату мезенхимальных стволовых клеток, полученных из жировой ткани, они намеренны использовать их для терапии онкобольных. Однако требуется провести ряд тестов на животных, прежде чем лечение будет доступно для людей.
