Стволовые клетки сухожилий помогут облегчить восстановление после травм

Открытие нового типа сухожильных стволовых клеток может значительно улучшить ситуацию в лечении повреждения связок, позволив избежать хирургического вмешательства.

Восстановление разрыва вращательной манжеты плеча, синдрома «колена прыгуна» и других травм сухожилий происходит с образованием рубцовой ткани, которая осложняет процесс и делает его болезненным. Также рубцы часто приводят к вторичным разрывам сухожилий.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Cell Biology, группа из Института Карнеги (Carnegie Institution for Science) под руководством Чэнь-Миня Фэна (Chen-Ming Fan), обнаружила существование стволовых клеток сухожилий, которые могут быть использованы для улучшения регенерации сухожилий и даже предотвратить хирургическое вмешательство.

«Сухожилия — это соединительная ткань, при помощи которой мышцы крепятся к костям», — объяснил Фэн. «Они улучшают нашу устойчивость и передают силу, которая позволяет нам двигаться. Однако они также особенно подвержены разрывам и повреждениям».

Связки, в отличие от сухожилий, соединяют кости двух суставов и не дают им смещаться относительно друг друга. По строению связки отличаются от сухожилий преобладанием эластических волокон. Поэтому они менее прочны, чем сухожилия, однако обладают высокой гибкостью.

К сожалению, сухожилия и связки редко полностью восстанавливаются после травмы, что может привести к ограничению подвижности и требует длительного лечения болевых симптомов или даже хирургического вмешательства. Причина кроется в фиброзных рубцах, которые разрушают структуру их ткани.

В сотрудничестве с Тайлером Харви (Tyler Harvey) и Сарой Фламенко (Sara Flamenco), Фэн идентифицировал все типы клеток связки надколенника, расположенного ниже коленной чашечки, включая ранее неизвестные стволовые клетки сухожилия.

«Поскольку полное восстановление сухожилий после повреждения происходит редко, считалось, что в них не существует стволовых клеток», — сказал Харви, ведущий автор исследования. «Многие безрезультатно искали их, но впервые они были идентифицированы в нашей работе».

Стволовые клетки — это «чистый лист». Они присутствуют во многих типах тканей, готовые при необходимости дифференцироваться в специфические зрелые клетки. Также они способны самообновляться, создавая пул, из которого могут образовываться новые дифференцированные типы клеток для поддержки функций определенной ткани. Например, стволовые клетки мышц могут дифференцироваться в миоциты. Однако стволовые клетки сухожилия до сих пор были неизвестны.

Примечательно, что команда исследователей обнаружила, что стволовые клетки сухожилия образуются там же, где и клетки фиброзной рубцовой ткани – в защитном слое, окружающем сухожилия. Более того, эти сухожильные стволовые клетки являются частью конкурентной системы с клетками-предшественниками фиброзных рубцов, что объясняет, почему восстановление сухожилий является такой проблемой.

Учёные продемонстрировали, что активация как стволовых клеток сухожилий, так и клеток-предшественников рубцовой ткани происходит при помощи белка, называемого фактором роста тромбоцитов — А (англ. Рlatelet-derived growth factor-A, PDGF-А). Когда стволовые клетки сухожилий искусственно изменяли так, чтобы они не реагировали на PDGF-А, после травмы образовывалась только рубцовая ткань, но не новые клетки сухожилий.

«Стволовые клетки в сухожилиях существуют, но они должны вытеснять предшественников рубцовой ткани, чтобы предотвратить образование сложных волокнистых рубцов», — пояснил Фэн. «Поиск терапевтического способа блокирования рубцовых клеток и активации сухожильных стволовых клеток может стать переломным моментом в лечении травм».