Четвъртък, Октомври 17, 2019

Днес учените могат да съберат няколко кожни или кръвни клетки, да изтрият самоличността им и да ги препрограмират, за да станат почти всеки друг вид клетка в човешкото тяло- от невроните до сърдечните клетки.
Пътуването на клетката от кожна към друг тип функционална клетка, включва превръщането им в индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSCs), които са подобни на развитието на незрели стволови клетки, открити в ембрионите и след това ги програмират да узреят в нещо различно.

Процесът протича на невидим часовник,  който учените искат да ускорят така, че клетките, подобни на възрастни, са на разположение, когато е необходимо, независимо дали за тестване на лекарства, за прецизна медицина, трансплантация, за възстановяване на увреждане или дефект или за по-добро разбиране на основната биология.
Процесът по ускоряване включва одобрено от FDA съединение, наречено полиинозин-полицитидилова киселина, или pIC, двойно-верижна молекула РНК, която активира вродена отбранителна система на клетката.
Съединението обикновено се използва за стимулиране на ваксини и химиотерапия.
Изследователите открили, че когато се добавят към индуцирани плурипотентни стволови клетки, преминаващи през процеса на преход в сърдечни мускулни клетки,
pIC ускорява клетъчното съзряване.

„Правим сърдечно-мускулни клетки от човешки iPSCs, защото се интересуваме от разбирането и лечението на сърдечни заболявания“, казва водещият автор Мич Биерман.
"Важно е, че клетките, които правим, са толкова близки до функцията на сърдечния мускул на възрастните, колкото е възможно."

"Това е така, защото," заяви лидерът на изследването Тим Камп," незрелите сърдечни клетки не се свиват толкова силно, колкото възрастните сърдечни клетки, а електрическите свойства, които определят техния ритъм, са различни. Техните метаболитни характеристики също са малко по-различни."

"Ако искате да знаете как лекарства, като бета-блокери, работят в сърцето на възрастните, по-добре е да тествате тези в по-зрели, кардиомиоцити, получени от iPSC ", казва Камп.

Учените смятат, че скоростта на съзряване може да е свързана с координирането на времето на събития на клетъчно съзряване. Дали всъщност не биха могли да подготвят клетките в точното време, за да ускори съзряването - да завъртят часовника - така започнаха да търсят съединения, които са го направят без да убиват клетките.

Така е открит и  pIC. Добавен към ранните сърдечни прекурсорни клетки в лабораторията, се образуват сърдечни клетки, развили туптене два дни по-рано от клетките без pIC.
След 48 часа, клетките се отстраняват от съединението, но неговите ефекти продължават, което доведе до клетки, които са по-големи по размер, имат по-добра контрактилност, са електрически по-ефективни, показват зрели метаболитни характеристики и имат по-добре развити структури в сравнение с клетките без pIC.

Гледайки внимателно какво става в клетките изложени на съединението, учените откриват, че pIC е активирала клетъчното програмиране, което е довело до ускорено узряване. По-конкретно, той показва експресията на гена JAG1 (който задейства сигнален път, наречен Notch) и води до множество епигенетични промени.

Изследователите също така установиха, че ранните кардиомиоцити, изложени на pIC преди имплантиране в миши сърца, узряват по-бързо от тези, които не са грундирани със съединението. Те мислят, че pIC прави клетките по-възприемчиви към съзряващите знаци, които вече присъстват.

Развиващите се часовници, изследователите смятат, диктуват колко време е необходимо за оплодената яйцеклетка да се развива от една незряла клетка в новородено, притежаващо всички специализирани клетки на тялото. Въпреки че се състои от една и съща клетъчна материя, на бебето мишка му отнема 21 дни, за да се развие, на африканския слон 600 дни или повече,
а на човека около 280 дни.

Констатацията на Биерман, казва Камп, е изненада, защото никой не мислил за използването на pIC или съединения като него за това приложение. Той също така предоставя възможност за комбиниране с други методи за ускоряване на узряването и за това в по-голям мащаб, тъй като може лесно да се добави и изтрие от клетките. Но откритието също не е без предупреждения.

"Един очевиден въпрос е дали това е специфично за кардиомиоцитите или може да е полезно за създаване на неврони на клетките на панкреатичните острови (дефекти, които могат да доведат до диабет)", казва Камп.

Той също така посочва, че тези ускорени кардиомиоцити все още не са точно съвпадение за клетките на сърдечния мускул на възрастните.

"Ако върнем часовника, ще стареят ли по-бързо? Ако можем да се справим по-добре с него, той може да се използва за практически цели и за по-добро разбиране."


Източник: MedicalXpress  

Въвеждане на коментар... Коментарите ще се опреснят след 00:00.

Бъдете първият коментирал тази статия.

Кажете нещо тук...
Впишете се с ( Регистрация ? )
или изпратете като гост

Log in or Sign up