Биофизики из Московского физико-технического института и Московского областного научно-исследовательского клинического института им. М. Ф. Владимирского определили оптимальный возраст репрограммированных стволовых клеток, который подходит для восстановления ткани сердца. Это период примерно с 15-го по 28-й день созревания. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
В современной регенеративной медицине используют индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки). Японский ученый Синъя Яманака (Нобелевская премия 2012 года) открыл, что если в самых обычных клетках организма заставить работать четыре гена, которые обычно действуют лишь на ранних этапах развития, то клетки станут по своим свойствам очень похожи на эмбриональные стволовые. Такие клетки назвали индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками. Теперь можно взять обычные соматические клетки, активировать в них несколько генов и получить iPS-клетки. Потом определенным образом воздействовать на эти клетки и получить клетки нужного типа, которые можно использовать для восстановления тканей в организме.
Ранее считалось, что для восстановления сердечной ткани необходимо использовать зрелые iPS-клетки — возрастом месяц или два. Коллектив ученых под руководством Константина Агладзе, профессора МФТИ, решил проверить, каким будет оптимальный возраст репрограммированных стволовых клеток. Исследователи подсаживали в модельную систему на культуре сердечной ткани человека iPS-клетки в различных стадиях созревания. Для определения качества образованной сердечной ткани ученые проводили «оптическое картирование»: запускали по модельной сердечной ткани волны возбуждения. Такая «проверка» имитирует работу сердечной ткани в организме человека: чтобы наше сердце сокращалось правильно, волна возбуждения должна распространяться по волокнам согласованно.
Оказалось, что клетки, подсаженные в период с 15-го по 28-й день созревания, создают единую возбудимую систему с сердечными клетками модельной культуры. Те же, что подсажены после 28-го дня созревания, такую систему не создают. «Мы обнаружили, что те клетки, которые подсаживали после 28-го дня от начала дифференцировки, использовать уже нельзя, потому что они не объединяются с сердечной тканью. Они к ней прирастают, но они не функциональны, не создают единства с сердечными волокнами», — объясняет Константин Агладзе, заведующий лабораторией биофизики возбудимых систем МФТИ. Результат этого исследования важен, так как определяет «окно возможности», в течение которого стволовые клетки лучше всего подходят для восстановления тканей.
