Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
24 июля 2017, понедельник, 19:42
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

Ультразвук, генная терапия и стволовые клетки

Science Magazine/YouTube

Группа ученых объединила генную терапию, стволовые клетки и ультразвук, чтобы помочь срастить сломанные кости. Новый метод должен будет помочь в тяжелых случаях несращения переломов, когда часть кости отсутствует или же сильно повреждена. Пока успех достигнут в эксперименте на свиньях, но авторы работы надеются, что их метод поможет и людям.

Обычно при несрастании переломов врачи используют костный трансплантат, когда у самого пациента берут фрагмент костной ткани, чаще всего – из тазовых костей. Но процедура взятия фрагмента сложна, болезненна для пациента и увеличивает общее время восстановления. Если же костный фрагмент берется у умершего человека, то перед имплантацией он стерилизуется, лишаясь белков и других сигнальных молекул, что затрудняет восстановление кости.

Ученые давно хотели научиться выращивать новую кость без использования трансплантата. Они заполняли пустоты в костной ткани коллагеном, который привлекает мезенхимальные стволовые клетки, способные дать начало остеоцитам – клеткам костной ткани. Но мезенхимальные стволовые клетки могут превращаться не только в остеоциты, но и в клетки жировой или соединительной ткани. В течение нескольких лет исследователи пытались управлять превращениями мезенхимальных стволовых клеток при помощи костных морфогенетических белков (BMP) – сигнальных молекул, которые в организме отвечают за образование костной ткани. Задача затруднялась тем, что, чтобы клеточное дифференцирование произошло, мезенхимальные стволовые клетки должны подвергаться действию этих белков не менее недели, а при введении в место перелома белки рассеиваются всего за несколько часов.

Тогда ученые во главе с Дэном Газитом (Dan Gazit), специалистом по регенеративной медицине из Медицинского центра Сидарс-Синай (Cedars-Sinai) в Лос-Анджелесе, попытались решить эту проблему, вставив дополнительные копии генов, ответственных за синтез костных морфогенетических белков, в геном самих стволовых клеток. Для доставки в клетки нужного гена использовались специальным образом модифицированные вирусы. Но добиться достаточной эффективности не удавалось. Теперь они применили новый способ доставки генов, не требующий применения вирусов.

На место перелома вводят коллаген и ждут пару недель, пока ткань не заселят мезенхимальные стволовые клетки. Затем они создают раствор, содержащий многочисленные фрагменты молекулы ДНК с копией интересующего их гена в наполненных газом пузырьках, заключенных в тонкую липидную оболочку. После введения этого раствора в место перелома, они направляют на данную область ультразвук. Ультразвуковые импульсы взрывают микропузырьки, пробивая наноразмерные отверстия в соседних стволовых клетках, что позволяет генам проникать внутрь клетки.

В 2014 году Дэн Газит и его коллеги опробовали эту методику сначала на нетерапевтических репортерных генах в экспериментах на животных. Потом они перешли к генам двух костных морфогенетических белков: BMP-2 и BMP-7. В результате рост костной ткани усилился, но недостаточно, чтобы эффективно залечивать переломы.

Успех ожидал ученых в экспериментах с белком BMP-6. Используя ту же процедуру, они направляли кодирующий этот белок ген в мезенхимальные стволовые клетки подопытных свиней, у которых хирургическим путем был удален участок кости длиной один сантиметр.

Спустя восемь недель промежутки в костях свиней были заполнены костной тканью и следы перелома полностью залечены. Использование стволовых клеток в сочетании с генной терапией оказалось не менее эффективным средством лечения, чем пересадка фрагмента собственной костной ткани животного.

Руководитель Центра пластической и реконструктивной хирургии в Медицинском центре Сидар-Синай Дэвид Кулбер (David Kulber), который сам не принимал участие в этом исследовании, называет результаты эксперимента имеющими огромное клиническое значение и считает, что данная технология стимуляции роста кости действительно замечательна. Ученый-ортопед из Техасского университета Джонни Хуард (Johnny Huard) тоже считает, что полученные Дэном Газитом и его коллегами результаты – это именно то, что нужно для прогресса в данной области. Но он также отмечает, что все подопытные животные в эксперименте были младше года. У молодых животных больше мезенхимальных стволовых клеток, чем у старых, но серьезные переломы гораздо чаще встречаются у пожилых пациентов. Поэтому Джонни Хуард предлагает еще до начала клинических испытаний нового метода на людях провести ряд экспериментах со взрослыми подопытными животными, чтобы убедиться в его эффективности.

Итоги исследования опубликованы в журнале Science Translational Medicine.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM iPhone MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика Анастасия Волочкова «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии бедность библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры Дмитрий Страшнов ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение змеи зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психоанализ психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы сердце сериалы Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология финансовый рынок фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефон: +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.