Исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго определили белок, экспрессируемый стволовыми клетками костного мозга человека, который направляет и стимулирует образование кровеносных сосудов.
Их результаты, которые могут помочь улучшить васкуляризацию искусственно созданных тканей, были опубликованы онлайн в октябре. 12 в журнале молекулярной и клеточной кардиологии.
"Некоторые стволовые клетки на самом деле выполняют несколько задач," говорит доктор. Джалис Рехман, доцент кардиологии и фармакологии Медицинского колледжа UIC и ведущий автор статьи. Например, стволовые клетки костного мозга, по его словам, дифференцируются в кости или хрящи, но также играют второстепенную роль в поддержке других клеток в костном мозге.
Рехман и его коллеги, которые разрабатывают искусственные ткани для использования у кардиологических пациентов, заметили, что определенные стволовые клетки в костном мозге, называемые мезенхимальными стволовыми клетками, кажутся решающими для организации других клеток в функциональные кровеносные сосуды.
Исследователи продемонстрировали, что когда они смешивали мезенхимальные стволовые клетки из костного мозга человека с эндотелиальными клетками, выстилающими кровеносные сосуды, стволовые клетки удлинялись, образуя каркасы, а эндотелиальные клетки вокруг них организовывались в трубки.
"Но без стволовых клеток эндотелиальные клетки просто сидели там," сказал Рехман.
Когда клеточные смеси были имплантированы мышам, образовались кровеносные сосуды, способные поддерживать кровоток. Чтобы выяснить, как стволовые клетки способствуют формированию кровеносных сосудов, исследователи изучили, какие гены экспрессируются при объединении стволовых и эндотелиальных клеток.
Они протестировали две разные линии стволовых клеток из костного мозга человека. Одна линия поддерживала образование сетей кровеносных сосудов, когда она была смешана с эндотелиальными клетками, в то время как другая линия клеток не поддерживала.
Они проанализировали генетическую сигнатуру и белки соответствующих клеточных линий и обнаружили, что линия стволовых клеток, поддерживающая сосуды, выделяет высокие уровни направляющей молекулы кровеносных сосудов – SLIT3. По словам Рехмана, в смеси, которая не образовывала кровеносных сосудов, ген SLIT3 практически не экспрессировался.
"Это означает, что не все стволовые клетки созданы одинаково с точки зрения выработки SLIT3 и их способности стимулировать образование кровеносных сосудов," Рехман сказал. "Хотя использование собственных стволовых клеток пациента для создания кровеносных сосудов идеально, поскольку устраняет проблему иммунного отторжения, было бы неплохо сначала протестировать стволовые клетки пациента, чтобы убедиться, что они являются хорошими продуцентами SLIT3. В противном случае спроектированные суда могут не развиваться или даже не расти."
Инъекции мезенхимальных стволовых клеток в настоящее время проходят клинические испытания, чтобы выяснить, могут ли они помочь в росте кровеносных сосудов и улучшении функции сердца у пациентов, перенесших сердечные приступы. По словам Рехмана, до сих пор преимущества инъекции стволовых клеток были скромными.
"Оценка генов и белковых сигнатур стволовых клеток у каждого пациента может позволить использовать более индивидуальный подход, чтобы каждый пациент получал мезенхимальные стволовые клетки, которые с наибольшей вероятностью будут способствовать росту кровеносных сосудов и восстановлению сердца. Надеемся, что это существенно повысит эффективность лечения пациентов с сердечными заболеваниями стволовыми клетками."