Уникальный тип скелетных стволовых клеток обнаружен в костях
Учёные обнаружили в ростовой пластинке кости новый тип стволовых клеток, формирующих кости, хрящи и ткани губчатых костей, содержащие костный мозг. Подготовленные запасы данных клеток могут однажды помочь врачам восстанавливать или заменять хрящи в суставах, быстрее заживлять переломы, наращивать костную ткань при остеопорозе и даже выращивать новые кости и хрящи для пластических операций.
Скелетные стволовые клетки представляют большую ценность, поскольку могут излечить множество повреждений костей, однако их трудно получить, поскольку до настоящего времени учёные не знали, как именно они выглядят и где расположены.
Обнаруженные ранее мезенхимальные стволовые клетки (МСК) также могут дифференцироваться в клетки костной и хрящевой тканей, но они способны превращаться в клетки жировой, мышечной и соединительной тканей. Т.е. МСК – более универсальны, в отличие от «узкоспециализированных» скелетных стволовых клеток.
Американские исследователи из Мичиганского университета (University of Michigan) обнаружили скелетные стволовые клетки в зоне покоя эпифизарной пластинки (хрящевой пластинки роста), отвечающей за рост кости. Результаты открытия опубликованы 31 октября 2018 года в Nature.
Нориаки Оно (Noriaki Ono), доцент стоматологии Мичиганского университета, сказал, что расположение стволовых клеток в зоне покоя логично, поскольку широко распространено мнение, что стволовые клетки остаются неактивными, пока они не понадобятся.
Чтобы найти эти клетки Нориаки с коллегами использовали флуоресцентные белки для идентификации определённых групп клеток у мышей и отслеживания их судьбы с течением времени.
Обнаруженные таким образом клетки соответствовали всем необходимым критериям скелетных стволовых клеток, поскольку выполняли три главных условия: производили клетки крови, костной и хрящевой тканей.
«Изучение этих специальных стволовых клеток в пластинке роста поможет понять, почему у отдельных пациентов могут возникать некоторые типы деформации костей и болезни, приводящие к хрупкости костей», — сказал Нориаки.
Ростовая пластинка кости состоит из различных слоёв. В верхнем слое располагается зона покоя. Долгое время считалось, что клетки в данной зоне не делятся. Но группа Нориаки обнаружила, что некоторые клетки пробуждаются и быстро дифференцируются в столбчатые хондроциты, поддерживающие развитие костей за счёт образования стопок вдоль длинной оси развивающегося скелетного элемента.
Некоторые из стволовых клеток зоны покоя проходят весь путь от верхнего до нижнего слоя пластинки роста. Другие – фактически проходят через ростовую пластинку в полость с костным мозгом, создавая остеобласты (клетки, формирующие кость) и стромальные клетки костного мозга, поддерживающие популяцию клеток крови.
Нориаки говорит, что был удивлён тем, что клетки в зоне покоя «не ленивые и не бездельничают, а напротив – они очень трудолюбивые клетки, способные иногда просыпаться и продолжать производить хондроциты».
В течение многих лет выдвигалось предположение, что хондроциты в основании ростовой пластинки со временем погибают, но полученные данные демонстрируют определённые доказательства, что они выживают и продолжают формировать кость, сказал он.
