Везикулы стволовых клеток помогут в борьбе со старением

Учёные обнаружили, что индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК) способны производить большее количество везикул по сравнению с обычными взрослыми стволовыми клетками. Данное открытие позволит эффективнее доставлять восстанавливающие белки, антитела и другие терапевтические средства к повреждённым или стареющим клеткам.

Внеклеточные везикулы (экзосомы) – это крошечные пузырьки, содержащие белки, липиды, нуклеиновые кислоты, которые клетка выделяет в окружающую среду. По сути, они представляют собой биологические «наноносители», способные переносить информацию от клетки к клетке.

Внеклеточные везикулы, полученные от стволовых клеток, обладают свойством запускать регенеративные процессы, в том числе стимулировать сосудообразование, предотвращать апоптоз, купировать воспалительные процессы, стимулировать деление клеток. Кроме того, они способны транспортировать потенциальные лекарства. Обычно в учёные используют мезенхимальные стволовые клетки (МСК), способные превращаться в клетки жировой, хрящевой или костной тканей. При этом МСК генетически модифицируются так, чтобы их везикулы продуцировали необходимый для терапии белок.

Однако учёные из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University School of Medicine) утверждают, что мезенхимальные стволовые клетки — не лучший источник экзосом. МСК не так быстро делятся, как иПСК и необходимо большее количество клеток для производства большего количества внеклеточных везикул.

Кроме того, мезенхимальные стволовые клетки лучше всего растут в питательной среде на основе фетальной бычьей сыворотки, содержащей экзосомы, которые трудно отличить и отделить от внеклеточных везикул, полученных из мезенхимальных стволовых клеток.

Питательная среда Essential 8, которая используется для хранения и культивирования иПСК в лаборатории, не содержит внеклеточных везикул и животных белков. Кроме того, учёные из Университета Джона Хопкинса обнаружили, что индуцированные плюрипотентные стволовые клетки могут производить в 16 раз больше экзосом, чем МСК.

«Мы хотели показать ученым, работающим над этими потенциальными методами лечения, что иПСК человека способны эффективно производить высокоочищенные внеклеточные везикулы, которые однажды могут быть использованы для лечения заболеваний, связанных со старением», — говорит доктор Линьчжао Чэн (Linzhao Cheng), профессор медицины и онкологии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса и один из авторов статьи, опубликованной в Stem Cell.

Учёные воздействовали внеклеточными везикулами, полученными от иПСК и МСК человека, на клетки, генетически сконструированные для моделирования прогерии, в результате которой они старели быстрее здоровых. Затем учёные проанализировали белки клеток-реципиентов и обнаружили у клеток, поглотивших внеклеточные везикулы иПСК, более чем двукратное увеличение количества нескольких антиоксидантных белков, называемых пероксиредоксинами, предотвративших связанное со старением повреждение клеток.

Чэн говорит, что иПСК могут однажды стать идеальным средством для лечения заболеваний, связанных с клеточным старением, таких как прогерия и БАС (боковой амиотрофический склероз или болезнь Лу Герига).

Однако учёные предупреждают, что необходимо провести множество исследований, прежде чем везикулы будут признаны эффективными и безопасными для терапии заболеваний человека. В настоящее время исследовательская группа планирует эксперименты на животных моделях, чтобы выяснить, возможна ли реакция отторжения внеклеточных везикул со стороны иммунной системы.