Учёные вырастили сердце из стволовых клеток человека
13 августа 2013 впервые мышиное сердце вновь забилось после того, как его собственные клетки были заменены человеческими стволовыми клетками.
«Сердечно-сосудистые заболевания ежегодно приводят к более 17 млн. летальных исходов по всему миру. Только в Соединенных Штатах, один человек умирает от болезней сердца каждые 34 секунды, а более 5 миллионов человек страдают от сердечной недостаточности, которая характеризуется пониженной способностью перекачивания крови», рассказывает старший исследователь Лэй Янг (Lei Yang), доктор философии, доцент кафедры биологии развития, г.Питтсбург (США). «Более половины пациентов с заболеваниями сердца испытывают нехватку донорских органов для трансплантации».
«Ученые давно ищут новые подходы в регенеративной медицине и тканевой инженерии для решения проблем сердечной недостаточности», говорит доктор Янг. «Возможность заменить часть повреждённого органа или, возможно, весь орган, будет бесценно для таких пациентов».
В ходе проведённого эксперимента, в течение 10 часов из сердца мыши вымывались практически все клетки с помощью специальных растворов. Затем коллагеновую основу органа – внеклеточный матрикс – заполнили мультипотентными (стволовые) кардиоваскулярными прогениторнми клетками человека (МКП). Данные клетки были получены путём перепрограммирования клеток фибробластов, взятых из маленького кусочка кожи. Фибробласты вначале превращают в МКП, а затем, с помощью различных факторов роста, индуцируют их дифференцировку в различные типы клеток, образующих сердце: клетки сосудов и кардиомиоциты.
«МКП являются клетками-предшественниками, которые могут дифференцироваться в три типа клеток: кардиомиоциты, эндотелиальные клетки и клетки гладкой мускулатуры сосудов», поясняет доктор Янг. «Никто ранее не пытался регенерировать сердце с помощью МКП. Мы обнаружили, что внеклеточный матрикс сердца – материал, служивший «каркасом» для эксперимента — может посылать сигналы для дифференцировки МКП в специализированные клетки, необходимые для нормальной работы сердца».
Спустя 20 дней клетки человека сформировали подобие сердца с кровеносными сосудами, которое сокращалось с частотой 40-50 ударов в минуту, реагировало на раздражители учащением или замедлением ритма, а также эффективно перекачивало кровь. Однако, из-за отсутствия иннервации такое сердце пока не в состоянии изменять частоту сокращений под действием нервной системы.
«В будущем возможно получение собственных МКП пациентов для регенерации органа, пригодного для трансплантации», отметил доктор Янг. «Данная модель также может быть использована в качестве тест-системы для доклинической проверки влияния новых препаратов на сердце».
