Применение в терапии недавно открытой субпопуляции мезенхимальных стволовых клеток ускорит заживление переломов
Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) обладают огромным потенциалом в области регенеративной медицины, целью которой является восстановление поврежденных тканей. Однако до сих пор было мало известно об их пластичности in vivo.
Исследователи из Цукубского университета (University of Tsukuba), Япония, обнаружили субпопуляцию МСК, которые способствуют регенерации переломов костей и демонстрируют повышенную способность дифференцироваться в различные типы клеток.
Новые мезенхимальные стволовые клетки были найдены в костном мозге. Они «мультипотентны», т.е. могут не только обновляться, но и дифференцироваться в различные специализированные типы клеток, такие как клетки костей, жировой и хрящевой тканей.
В более ранних исследованиях учёные из Цукубского университета вывели линию мышей, у которых клетки, экспрессирующие молекулу CD73, были помечены зеленым флуоресцентным белком для визуализации. В новой работе изучение костного мозга у данных животных показало, что субпопуляция МСК экспрессирует CD73 также, как и синусоидальные эндотелиальные клетки (СЭК), которые являются частью сосудистой системы костного мозга.
Было замечено, что МСК, экспрессирующие молекулу CD73, пролиферируют активнее, чем CD73-отрицательная субпопуляция МСК, и обладают более высоким потенциалом к дифференцировке в различные типы клеток. Это указывает на то, что данная группа мезенхимальных стволовых клеток может быть особенно эффективной для восстановления костей. Исследователи решили более подробно изучить функцию CD73+ МСК при восстановлении переломов.
Сращение перелома проходит в несколько стадий. На первом этапе, известном как стадия воспаления, в месте травмы образуется гематома из сгустка клеток крови. Во время второй восстанавливающей стадии в области перелома формируется каллус из фиброзных тканей и хрящей с образованием костной мозоли. На третьей реконструктивной фазе обычная костная ткань заменяет мозоль, и кость возвращается к своей естественной форме.
«Образование костной мозоли напрямую зависит от активности МСК окружающих тканей и костного мозга. Следовательно, модели заживления переломов полезны для изучения клеточной динамики миграции и дифференцировки мезенхимальных стволовых клеток во время регенерации тканей», — говорит Кеничи Кимура (Kenichi Kimura), доцент Цукубского университета и ведущий автор исследования, опубликованного в Bone Reports.
Исследователи обратили внимание, что CD73+ МСК движутся к месту перелома и формируют новые хрящевые и костные клетки для заживления. CD73+ СЭК также участвовали в заживлении перелома, способствуя процессу «неоваскуляризации» — образованию новых кровеносных сосудов для поддержки восстановленной кости.
Учёные продемонстрировали, что трансплантация CD73+ МСК в область перелома заметно улучшила процесс заживления по сравнению с контрольной группой, которой была проведена пересадка CD73— МСК.
Доцент Кимура говорит: «Открытие данной субпопуляции МСК может иметь большое значение для регенеративной медицины в целом и лечения переломов в частности».
