Учёные обнаружили способ превращения стволовых клеток в зрелые кардиомиоциты
Исследователи выяснили, что ионы калия помогают стволовым клеткам полностью трансформироваться в зрелые функциональные кардиомиоциты.
Ученые из Масонского медицинского научно-исследовательского института (Masonic Medical Research Institute, MMRI) в сотрудничестве с Nanion Technologies недавно опубликовали в Biomedical Pharmacology исследование, посвященное дефициту ионов калия (K+) в кардиомиоцитах, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (КМ-чИПСК).
«КМ-чИПСК совершили прорыв в медицинских исследованиях. Этот инструмент может обеспечить стратегии лечения путем точного анализа генетики, лежащей в основе заболевания пациента», — сказал доктор Джон Кордейро (Jon Cordeiro), научный сотрудник MMRI.
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека — это стволовые клетки, полученные из кожи или крови, которые способны становиться клетками различных типов, например, таких как кардиомиоциты — клетки мышечной ткани сердца. Такие КМ-чИПСК могут затем применяться для различных целей, включая тестирование безопасности фармакологических препаратов.
«Однако, будучи потенциально полезными во многих аспектах исследований, кардиомиоциты, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека, не полностью трансформируются в зрелые функциональные клетки сердца взрослого человека. Им не хватает нескольких важных токов K+», — сказала первый автор исследования Джакелин Трит (Jacqueline Treat).
«Недостаточный ток ионов калия позволяет предположить низкий запас реполяризации в клетках, что ограничивает их способность к нормальному сокращению и потенциально может привести к развитию сердечной аритмии, или нерегулярному сердцебиению», — добавил соавтор Роберт Гудроу (Robert Goodrow).
В настоящем исследовании ученые MMRI пытались выяснить, может ли стимуляция КМ-чИПСК с помощью активатора двух различных типов K+ каналов, а именно, выходящего калиевого тока (Ito) и быстрого калиевого тока задержанного выпрямления (IKr), улучшить резерв реполяризации и создавать более функционально зрелые клетки сердца.
Эксперименты были сосредоточены в области электрофизиологии, изучающей электрические свойства живых клеток и тканей. Полученные данные свидетельствуют о том, что соединение-активатор только усиливает ток IKr, но не Ito, в кардиомиоцитах, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека. Тем не менее, только усиление IKr улучшает резерв реполяризации в КМ-чИПСК и более полно дифференцирует клетки сердца.
Кроме того, в ходе исследования неожиданно выяснилось, что в КМ-чИПСК активатор с двойным механизмом действия индуцирует только один калиевый канал. Этот же активатор управляет активацией обоих каналов в зрелых клетках сердца.
Полученные данные указывают на то, что окончательные эффекты фармакологического воздействия на кардиомиоциты, выращенные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека, и зрелые клетки сердца взрослого человека должны быть сначала тщательно проанализированы.
