CC BY
32
I I I I I I
■ I I I
Новости клеточных технологий
ЛИТЕРАТУРА:
1. Rubio D., Garcia Castro J., Martin M. et al. Spontaneous human adult stem cell transformation. Cancer Res. 2005; 65(8): 3035 9.
2. Miura М., Miura Y., Padilla Nash H. et al. Accumulated chromosomal instability in murine bone marrow mesenchymal stem cells leads to malignant transformation. Stem Cells 2006; 24(4): 1095 103.
3. Wang Y., Huso D., Harrington J. et al. Outgrowth of a transformed cell population derived from normal human BM mesenchymal stem cell culture. Cytotherapy 2005; 7(6): 509 19.
4. Tolar J., Nauta A., Osborn M. et al. Sarcoma Derived from Cultured
Mesenchymal Stem Cells. Stem Cells online 2006; Oct. 12.
5. Boyer L., Lee T., Cole M. et al. Core transcriptional regulatory circuitry in human embryonic stem cells. Cell 2005; 122: 947 56.
6. Orkin S. Chipping away at the embryonic stem cell network. Cell 2005; 122: 828 30.
7. Kucia M., Reca R., Campbell F. et al. A population of very small embryonic like (VSEL) CXCR4nSSEA 1 [~)Qct4~ stem cells identified in adult bone marrow. Leukemia 2006; 20(5): 857 69.
8. Reyes M., Verfaillie C. Characterization of multipotent adult progenitor cells, a subpopulation of mesenchymal stem cells. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2001; 938: 231 3.
Подготовил B.C. Сергеев По материалам: Neoplasia 2006; 8/9: 716-724
Трансплантация фоторецепторных клеток для коррекции слепоты в эксперименте
Среди причин частичной или полной утраты зрения зна чительная доля приходится на патологию фоторецепторного аппарата врожденных аномалий, отслойку сетчатки различ ного генеза, пигментную дистрофию сетчатки и др. К сожале нию, существующие способы лечения не всегда эффективны, а при ряде заболеваний радикальные методы коррекции вообще отсутствуют. Вместе с тем, установлено, что 80 90% информации о состоянии внешнего мира человек получает посредством зрения. Утрата этого чувства или его суще ственное ослабление приводит к стойкой инвалидизации, почти полной социальной дезадаптации.
Сетчатая оболочка глаза сложно устроенная структура, по своему гистогензу вполне соответствующая части голов ного мозга, вынесенной на периферию организма. На 4 5 й неделях эмбриогенеза происходит выпячивание глазного пузыря из материала выстилки переднего отдела будущего мозга. На этой стадии будущая сетчатка представлена дву мя слоями нейробластов.
В дальнейшем происходит увеличение количества клеток и их дивергентная дифференцировка, которая приводит к тому, что к 8 му месяцу внутриутробного развития челове ка формируется морфологически дефинитивная сетчатка. Функциональное «созревание» фоторецепторного аппара та происходит и после рождения. В сетчатке выделяют 10 слоев, три из которых представляют собой уровни располо жения последовательно соединенных нейронов.
Слой, в котором расположены первые нейроны зритель ного анализатора, граничит с пигментными клетками. Возбуж дение, возникшее в фоторецепторных нейронах палочках и колбочках, передается на второй нейрон биполярный; в дальнейшем их отростки переключаются на ганглионарные клетки, чьи аксоны и формируют зрительный нерв. Таким образом, фоторецепторные клетки палочки и колбочки, расположенные в наружном ядерном слое, являются видо измененными нейронами, интегрированными в сложную нейронную сеть сетчатки, и, как свойственно подавляюще му большинству нейронов, камбиальные элементы для кле точной регенерации сетчатки практически отсутствуют.
Еще в 20 х годах прошлого века исследователи пред принимали попытки трансплантации фоторецепторного ап парата (у земноводных). Первая успешная пересадка сет чатки млекопитающего датируется 1959 годом, когда были трансплантированы части сетчатки. Будучи помещенными
в глазные среды, они не погибали сразу, но и не интегриро вались в сетчатку реципиента [1].
В дальнейшем реципиентам пересаживали нейроблас ты предшественники палочек и колбочек, полученные из фетального материала. Предпринимались попытки осуще ствлять трансплантации после этапа культивирования in vitro: трансплантировались фоторецепторы взрослых особей, одна ко результаты этих исследований были весьма противоречи вы и не получили существенного дальнейшего развития [2, 3]. Одним из критериев успешной трансплантации является формирование синаптических связей между фоторецепто рами и нейронами реципиента, чего удавалось добиться лишь в единичных случаях [4, 5]. Однако, настоящих успехов уда лось добиться только исследовательской группе R. MacLaren и R.R. Ali, о чем сообщил журнал Nature 9 ноября 2006 г.
Исследователи из Британии считают, что пересаживать следует не ранние предшественники палочек и колбочек, а постмитотические прекурсоры на стадии начала образо вания межклеточных синаптических связей. В ходе экспери мента, выполненного на мышах, страдающих генетическим дефектом дегенерацией сетчатки, показано, что переса женные клетки, полученные от трансгенных [GFP , CFP ] ре ципиентов на сроках от 1 до 15 дня постнатальной жизни, способны колонизировать сетчатку в пределах наружного ядерного слоя и дифференцироваться в фоторецепторы. Наибольший успех был достигнут с применением клеток, полученных от мышат в возрасте 3 5 дней. Реципиентам инъецировали от 300 до 10ОО клеток в субретинальный слой. Пересаженные клетки дифференцировались в мор фологически идентифицируемые палочки и колбочки. Они формировали функционирующие синаптические связи с биполярными клетками, что было доказано возникновени ем и проведением электрических потенциалов в ответ на освещение и поведением ранее слепых мышей.
Вероятность слияния пересаженных клеток с фоторецеп торами реципиента была сведена к минимуму посредством пересадки GFP^ клеток CFP^ реципиентам. При конфокаль ной микроскопии кофлюоресценция не была обнаружена ни в одном из наблюдений. Кроме того, ядра пересаженных клеток были маркированы BrdU, что также подтвердило до норское происхождение сформированных фоторецепторных клеток в сетчатке реципиента. Показано, что клетки, полу ченные от животных в возрасте до 3 х дней, еще способны
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том II, 1У< 1, 2007
■ ИМИ!
Новости клеточных технологий
делиться, позже они мигрируют в область наружного ядер ного слоя.
Авторы указывают, что установленные на мышах зако номерности лишь открывают перспективы для дальнейших исследований в области лечения заболеваний сетчатки у человека. По степени морфо функциональной зрелости предшественники фоторецепторов 3 5 дня жизни у мышей соответствуют таковым у человека во втором триместре внутриутробной жизни. По понятным причинам данный клеточный материал не может рассматриваться как пер спективный для пересадок. Вместе с тем, сотрудники той же исследовательской группы показали, что прогрессивное
развитие постмитотических предшественников палочек и колбочек ассоциировано с началом функционирования транскрипционного фактора 1\11г. Пересаженные клетки, на ходящиеся на этой стадии развития, характеризовались луч шим приживлением и дифференцировкой в фоторецепторы. Активацию данного фактора наблюдали и в культуре эмб риональных стволовых клеток человека. Вероятно, ЭСК, отобранные на стадии активации данного фактора, способ ны к прогрессивной дифференцировке в фоторецепторные клетки сетчатки, что, по мнению исследователей, приведет в ближайшие 5 лет к созданию клеточной биотехнологии ле чения патологии сетчатки у человека.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Royo Р.Е., Quay W.B. Retinal transplantation from fetal to maternal mammalian eye. Growth 1959; 23: 313 36.
2. del Cerro М., Notter M.F., del Cerro C. et al. Intraretinal transplantation for rod cell replacement in light damaged retinas. J. Neural Transplant. 1989; 1 [1 ): 1 10.
3. Silverman M.S., Hughes S.E. Photoreceptor transplantation in inherited and environmentally induced retinal degeneration: anatomy, immunohistochemistry and function. Prog. Clin. Biol. Res. 1989; 314: 687 704.
4. Silverman M.S., Hughes S.E., Valentino T.L., Liu Y. Photoreceptor transplantation: anatomic, electrophysiologic, and behavioral evidence for the functional reconstruction of retinas lacking photoreceptors. Exp. Neurol. 1992; 115(1): 87 94.
5. Aramant R.B., Seiler M.J. Progress in retinal sheet transplantation. Prog. Retin. Eye Res. 2004; 23(5): 475 94.
6. Mears A.J., Kondo M., Swain P.K. et al. Nrl is required for rod photoreceptor development. Nature Genet. 2001 ; 29: 447 52.
Подготовил PB. Деев По материалам: Nature 2006, 444: 203-7
Трансплантация мезангиобластов - новый подход к клеточной терапии миодегенеративных заболеваний
В последние годы для лечения наследственных миопа тий (главным образом, миопатии Дюшенна) в эксперименте и в клинике используют трансплантацию скелетных миоб ластов и клеток костного мозга [1]. Однако, исследователи не удовлетворены результатами таких трансплантаций в свя зи с гибелью клеток, иммунным ответом и быстрой «потерей эффекта» [1, 2]. Поэтому продолжается поиск клеточных по пуляций, которые были бы способны стабильно и длительно поддерживать достаточный уровень белка дистрофина (с де фицитом которого связано развитие миопатии Дюшенна МД) в поражённых мышцах без иммунных реакций. В журнале Nature опубликована экспериментальная работа итальянской группы Sampaolesi et al., посвящённая разработке нового ме тода клеточной терапии МД на оригинальной модели.
Известно, что как аутогенные, так и аллогенные стволо вые клетки способны стимулировать синтез дистрофина в мутантных миобластах мышей [3]. Однако мыши не демон стрируют клинических проявлений заболевания, а потому не могут считаться подходящим модельным объектом. Одной из лучших моделей МД считаются mxd собаки [2]. Оказа лось, что миопатия Дюшенна сходным образом протекает у человека и у золотистого ретривера (порода собак), поэтому именно данную mxd модель использовали авторы работы. У этих собак, как и у человека, при недостатке дистрофина наблюдается сильная деградация мышечных волокон, что приводит к параличу сначала скелетной, а затем пищева рительной и дыхательной мускулатуры, в результате чего они погибают, не достигнув годовалого возраста.
Исследователи использовали в качестве трансплантата обнаруженные ими ранее взрослые стволовые клетки -мезангиобласты, которые получали из фрагментов био псийного материала мышц. (4). Клетки имели фенотип
С013УС044УС034УССЭ45УС031 УС0117“. Интересно, что мезангиобласты являются самообновляющейся популя цией, и вместе с тем коммитированы к развитию в миобласты (4). Мезангиобласты демонстрируют неоспоримые преимуще ства перед другими взрослыми клетками, также способными дифференцироваться и мигрировать в скелетные мышцы. Их достаточно легко изолировать и поддерживать в культуре, при этом они не теряют способности развиваться в миобласты. При трансфузии мезангиобластов в крупные артерии они трансмигрируют через сосудистые стенки и приживляются в повреждённых мышцах, стимулируя быстрые процессы ре генерации (5).
Эксперимент проводили на тринадцати собаках, которые получали либо аллогенные несовместимые донорские мезан гиобласты от здоровых особей, либо - аутогенные, но с вве дением конструкции, несущей ген микродистрофина (укоро ченной формы дистрофина). Трансфекция проводилась для коррекции генетического повреждения, которое несли ауто генные клетки, а укороченная форма белка использовалась потому, что она способна выполнять все функции полнораз мерной молекулы, но при этом гораздо легче встраивается в вирусный вектор (6). При трансплантации как аутогенного, так и аллогенного материала проводилась сопутствующая имму носупрессия по различным схемам. Для увеличения эффек тивности терапии производились трансфузии клеток до пяти раз с интервалом в месяц. Наблюдения за собаками произ водились от пяти до тринадцати месяцев после завершения эксперимента (в зависимости от их выживаемости).
Трансфузия как аутогенных, так и аллогенных мезанги областов приводила к восстановлению экспрессии дистро фина во всех группах мышц экспериментальных животных. Белок обнаруживался не только в мышцах конечностей
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том II, 1У< 1, 2007
