Новый метод получения стволовых клеток для трансплантации кожи

Изменение активности генов в стволовых клетках эпидермиса позволило учёным эффективно восстанавливать ткани кожи.


Кожа человека полностью обновляется каждый месяц благодаря наличию стволовых клеток в самом глубоком слое, формирующем все верхние слои ткани. Расшифровка генов, регулирующих свойства «стволовости», пока проведена лишь частично, в частности, для кожи человека.

Открытие французской исследовательской группы из CEA, INSERM и Парижского университета (University of Paris), разработанное в сотрудничестве с I-Stem, лабораторией AFM-Téléthon и Университетом Эври (University of Évry), открывает перспективы для регенеративной медицины, а именно — для биотехнологической инженерии кожных трансплантатов, используемой при реконструкции тканей.

Создание трансплантатов требует массового получения эпидермальных клеток (называемых кератиноцитами) ex vivo. Для этого в настоящее время у пациента берут образец кожи, содержащий взрослые кератиноциты и небольшое количество стволовых клеток-предшественников кератиноцитов. Однако этап наращивания количества клеток сопряжен с риском: он может сопровождаться количественной потерей или деградацией стволовых клеток, что приведет к потере их регенеративного потенциала.

Результаты работы, опубликованной в Nature Biomedical Engineering, показывают, что снижение экспрессии гена KLF4 во время подготовки трансплантата способствует быстрому размножению функциональных стволовых клеток, не нарушая их геномную стабильность.

Кератиноциты, выращенные в таких условиях, обладают повышенным долгосрочным регенеративным потенциалом в моделях эпидермальной реконструкции in vitro и трансплантатах in vivo. Поэтому KLF4 является новой молекулярной мишенью для сохранения функциональности стволовых клеток и достижения прогресса в биоинженерии кожных трансплантатов.

Полученные результаты представляют собой подтверждение концепции, однако, требуется проведение дополнительных исследований, прежде чем методика сможет применяться в клинической практике, включающей лечение тяжелых ожогов и хронических язв, а также реконструкцию молочных желез.

В настоящей работе изучались и другие типы клеток, представляющие интерес для клеточной терапии кожи. В будущем кератиноциты, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, могут стать альтернативой взрослым стволовым клеткам, используемых в некоторых сферах биоинженерии реконструирования тканей.

Одна из трудностей, с которыми обычно сталкиваются исследователи в этой области, заключается в том, что полученные кератиноциты не обладают всеми функциями взрослых стволовых клеток. В частности, они не имеют достаточный потенциал деления.

Исследование также показало, что регулирование экспрессии гена KLF4 также подходит для кератиноцитов, так как уменьшение его экспрессии в этих клетках, полученных из эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), улучшает их способность к пролиферации и способность восстанавливать кожу.