Стволовые клетки можно «усыплять» с помощью гидрогеля
Команда учёных из университетов Шеффилда (University of Sheffield, Великобритания) и Луисвилля (University of Louisville, США) смогла использовать естественное явление, известное как эмбриональная диапауза, для погружения в «сон» стволовых клеток. Данные исследования опубликованы в февральском номере ACS Central Science.
Плюрипотентные стволовые клетки являются универсальными — они могут дифференцироваться в любой тип клеток, являясь мощным потенциалом для лечения множества болезней. Однако поддержание этого свойства универсальности до сегодняшнего дня оставалось проблемой, так как клетки быстро пролиферируют и со временем дифференцируются.
Группа учёных из Великобритании и США использовали естественный процесс, называемый диапаузой, чтобы погрузить стволовые клетки в состояние покоя или «сна», продолжительностью около двух недель.
Недавние исследования показали, что выращивание плюрипотентных стволовых клеток на различных типах поверхностей может способствовать дифференциации их в определенные типы клеток. Основываясь на этих наблюдениях, Стив Армс (Steve Armes), Хэрри Мур (Harry Moore), Ирен Кантон (Irene Canton), Ник Уоррен (Nick Warren) и их коллеги предположили, что при правильном выборе состава окружающей среды можно добиться полной остановки их дифференциации.
Ученые решили использовать естественное явление, свойственное некоторым млекопитающим, например, кенгуру и отдельным видам летучих мышей, которые могут отсрочить беременность — процесс, называемый эмбриональной диапаузой, для того, чтобы убедиться, что их потомство родится тогда, когда условия для этого будут наиболее благоприятными.
В состоянии диапаузы эмбрионы на ранней стадии, находясь в матке, покрыты оболочкой из гликопротеина муцина, который препятствует их развитию. Используя синтетический сополимер полиглицеринмонометакрилат-поли-2-гидроксипропилметакрилат (PGMA55-PHPMA135), ученые создали очень мягкий гидрогель, имитирующий естественную среду.
После помещения плюрипотентных стволовых клеток в гидрогель при температуре человеческого тела они практически прекращали свой рост и дифференциацию. При охлаждении гель переходил в жидкое состояние, что позволило извлечь из него стволовые клетки. При этом стволовые клетки «просыпались» и начинали снова пролиферировать в течение одного дня. Созданные гидрогели можно использовать для хранения и транспортировки стволовых клеток намного легче и дешевле, чем это делают в настоящее время.
Кроме того, ученые отмечают, что человеческие эмбрионы также удалось погрузить в состояние диапаузы, помещая их в гидрогели. Они оставались в фазе покоя митоза (G0) около восьми дней. После извлечения из гидрогеля деление продолжилось естественным путём. Это говорит о том, что правильно подобранного состава окружающей среды может быть достаточно для задержки беременности, чего раньше не наблюдалось на эмбрионах человека.
