Клеточная терапия

Зубы развиваются из взаимодействий между клетками мезенхимы и эпителием, где эпителий обеспечивает инструктивную информацию для инициирования. Основываясь на этих начальных взаимодействиях ткани, группой под руководством профессора Шарпа клетки мезенхимы были заменены мезенхимой, созданной скоплением культурных незубных стволовых клеток мышей. Перекомбинации между незубной, полученной из клеток мезенхимой, и эмбриональным эпителием ротовой полости стимулируют одонтогенный ответ в стволовых клетках. Эмбриональные стволовые клетки, нервные стволовые клетки, и взрослые, полученные из костного мозга, клетки — все отвечали выделением одонтогенных генов. Кроме того, перемещение зачатка эмбрионального зуба во взрослую челюсть закончилось развитием структур зуба. Это свидетельствует о том, что эмбриональный зачаток может развиться во взрослой окружающей среде. Перемещение перекомбинаций во взрослые почечные капсулы закончилось развитием структур зуба и связанных костей. Таким образом, эти результаты обеспечивают существенный прогресс в создании искусственного эмбрионального зачатка зуба от культурных клеток, которые могут использоваться, чтобы заменить отсутствующие зубы после трансплантации в рот взрослого.

Ученые группы Элисон Виллинг изучили возможность трансплантация моноцитов для восстановления после нейральной или сердечно-сосудистой ишемии. Моноциты/макрофаги играют ключевую роль в воспалительных процессах, включая ангиогенез (формирование сосудов), так как выполняют защитную функцию при микробиальной или иммуномодуляторной активности. Недавние исследования показали регуляторную активность моноцитов/макрофагов в ишемизированной ткани, опухоли, и областях хронического воспаления. Они обладают для этого рядом серьезных преимуществ: не онкогенны и не тератогенны, секреция проангиогенных факторов и факторов роста, простой способ получения клеток, нет этических проблем. Кроме периферической крови и костного мозга, потенциальным источником аутологичных и аллогенных моноцитов/макрофагов может стать и пуповинная кровь. В связи с этим моноциты/макрофаги должны рассматриваться как очень важная область клеточной терапии.

В проект моделирования тканей сердца вовлечены 50 ученых, работающие в девяти лабораториях, в том числе профессор Ратнер. Уже достигнуты определенные результаты, связанные с мышечными клетками. Например, участники проекта получили мышечные клетки, выстраивающиеся в правильные линии, которые отпечатались на поверхности, составляющей приблизительно одну пятую диаметра человеческого волоса, и начали биться синхронно — в параллельной ориентации. Другой подход — сделать пациенту биопсию после сердечного приступа, взять маленький кусочек сердечной ткани и, возможно, за 2 недели вырастить эту ткань, чтобы восстановить область, травмированную в результате сердечного приступа. Группа профессора Ратнера так же занимается разработкой новых методов получения подложек для применения в тканевой инженерии. Использование этого метода позволило произвести микропористые подложки фибрина, которые поддерживают рост клеток и имеют механические свойства, подобные многим натуральным тканям. Главная цель проекта — развитие части живого бьющегося мускула сердца. Разработан метод создания микропористой, нановолокнистой фибриновой подложки, которая имеет управляемый, заданный размер, пористость и микроструктуру для применения в тканевой инженерии.

Научной группой Эмита Патэля было показано, что терапия стволовыми клетками улучшает сердечную функцию и структуру миокарда у больных с тяжелой сердечной недостаточностью. В исследование вошли 20 человек с фракцией выброса левого желудочка (ФВЛЖ) ниже 35% и классом сердечной недостаточности (СН) III–IV по NYHA, которые готовились к операции коронарного шунтирования. Десяти участникам была в случайном порядке назначена терапия стволовыми клетками. У них был взят биоптат костного мозга, из которого выделены гемопоэтические столовые клетки CD34+ и CD45-. Во время шунтирования стволовые клетки иньецировались в 25–30 точек. Для локализации ишемических зон миокарда и инъекций стволовых клеток проводились предоперационные ЭхоКГ, SPECT-томография и катетеризация полостей сердца. Остальным 10 пациентам выполнялось только шунтирование. В каждой группе было 8 мужчин и 2 женщины, среднее число шунтов — 1. Все шунты оставались проходимыми в течение как минимум 6 месяцев. По сравнению с контролем, в группе терапии стволовыми клетками ФВЛЖ улучшилась при повторной оценке через 1, 3 и 6 месяцев. Кроме того, в образцах миокарда, взятых до и после операции, определялся коннексин 43 — белковый маркер клеточных соединений, концентрация которого при сердечной недостаточности, как правило, снижена. Через 6 месяцев уровень коннексина был намного выше в группе терапии стволовыми клетками, чем в контрольной группе. Очевидно, что пересадка стволовых клеток значительно улучшает функцию сердца у пациентов, перенесших шунтирование. Необходимо подтвердить эти результаты, определить оптимальное время инъекции, и изучить ее эффект на клеточном уровне.

Цель исследований научной группы Джеффри Маргисона — изучить механизмы, с помощью которых химические вещества, вызывающих алкилирование агентов, проявляют биологический эффект в живых организмах. Эти виды агентов присутствуют в окружающей среде, но могут также быть произведены нормальными эндогенными клеточными процессами. Их биологические эффекты, включающие мутацию, злокачественное преобразование (канцерогенез) и смерть клетки, вызваны различными типами повреждения ДНК. Процессы репарации защищают ДНК от потенциально смертельных эффектов эндогенного повреждения. В организме человека эти процессы, видимо, защищают клетки от злокачественного преобразования, но, к сожалению, они могут также быть ответственны за сопротивление опухоли химиотерапии. Группа Джеффри Маргисона занимается разработкой стратегии улучшения эффективности терапии рака, с помощью влияния на конкретные процессы репарации ДНК. В результате был выявлен PaTrin-2, мощный ингибитор восстанавливающего ДНК белка, O6-алкилгуанин-ДНК-трансферазы. В лаборатории Маргисона также было идентифицировано семейство белков, связанных с алкилтрансферазами, которые были названы алкилтрансферазоподобными белками. Понимание процессов репарации ДНК может внести вклад и в предотвращение, и в лечение рака.

Активин-А, член суперсемейства факторов роста, экспрессируется на нейронах, поврежденных в результате экситотокации (патологический процесс, при котором нервные клетки погибают, отравленные глютаматом или схожими веществами). Ученые группы Брюса Висселяпоказали, что активин, возможно, работает в сочетании с другими факторами роста и необходим для нейрогенеза во взрослой ЦНС после экситотоксикации. По-видимому, нейроны могут регулировать регенерацию путем подавления воспалительного ответа посредством какого-то механизма, в который включен активин-А. Понимание этого механизма необходимо для разработки методов лечения острых и хронических нейроднегенеративных заболеваний.