Ученые Медицинского центра Университета Рочестера (University of Rochester Medical Center) и Университета Буффало (University at Buffalo) выделили наиболее эффективный и безопасный подтип стволовых клеток для лечения рассеянного склероза и ряда редких смертельных детских заболеваний, характеризующихся потерей миелина, превзойдя собственные достижения.

Окрашенные в красный цвет области –
клетки головного мозга мыши, покрытые
миелином, важнейшим веществом, отсутствующим
у пациентов с рассеянным склерозом.
(Фото: University of Rochester Medical Center)

Хотя ранее эта группа уже достигла успеха в ремиелинизации мозга мышей, выявленный в новом исследовании специфический подтип стволовых клеток, очевидно, наиболее эффективно вырабатывает миелин – жизненно важное жировое вещество, покрывающее нейроны и позволяющее им эффективно передавать электрические сигналы. Результаты экспериментов дают надежду на разработку методов клеточной терапии этих заболеваний.

Подробности того, как стволовые клетки человеческого мозга были трансформированы в олигодендроциты – тип клеток, вырабатывающих миелин – опубликованы он-лайн в журнале Nature Biotechnology.

Через двенадцать недель после введения в мозг лабораторных мышей, генетически неспособных синтезировать миелин, эти клетки превратились в олигодендроциты и покрыли миелином более 40 процентов нейронов головного мозга  – в четыре раза больше, чем в предыдущих экспериментах, опубликованных в журналах Cell Stem Cell и Nature Medicine.

«Теперь эти клетки – наши лучшие кандидаты на роль помощников в лечении пациентов с рассеянным склерозом и детей со смертельными наследственными демиелинизирующими заболеваниями», – говорит руководитель исследовательской группы доктор медицины и философии Стивен Голдмен (Steven Goldman), профессор и заведующий кафедрой неврологии Медицинского центра Университета Рочестера. «Эти клетки более эффективно мигрируют по всему мозгу и миелинизируют нейроны быстрее и успешнее, чем любые другие из испытанных до настоящего времени. Теперь у нас, наконец, есть тип клеток, которые, как мы считаем, безопасны и достаточно эффективны, чтобы сделать заявку на их клинические испытания».

Проведя глубокий и обширный анализ генной активности различных типов стволовых клеток, профессор Голдман и его коллеги пришли к выводу, что самую высокую вероятность стать нужными клетками – олигодендроцитами – имеют стволовые клетки, несущие на своей поверхности белок CD140a.

Залогом успеха исследовательской группы явились энциклопедические знания ученых о сотнях молекул, направляющих развитие стволовых клеток в специфические типы клеток взрослого мозга. Эти знания – результат десяти лет работы в лаборатории Голдмана.

Так, в экспериментах, описанных в журнале Nature Biotechnology, ученым удалось использовать молекулу – белок BMP4 – для дифференцировки стволовых клетки в астроциты, а другую молекулу, белок Noggin, для их трансформации в олигодендроциты.

«Эти клетки очень чувствительны к сигналам окружающей их среды», – объясняет профессор Голдман. «Очень важно выбрать соответствующий требованиям тип стволовых клеток, но не менее важно и создать окружающую среду с молекулярными сигналами, необходимыми для получения определенного типа клеток для лечения конкретного заболевания».

Профессор Голдман предполагает два возможных подхода к использованию стволовых клеток для лечения таких заболеваний, как рассеянный склероз. Первый может заключаться в непосредственном введении стволовых клеток в мозг пациента. Ученые уже разработали такие методы введения, при которых клетки «одевают» нервы миелином в процессе своей миграции. Второй подход предполагает определенное медикаментозное воздействие, «включающее» уже присутствующие в мозге пациента клетки этого типа, и, таким образом, обеспечивающее выработку ими миелина.

Помимо рассеянного склероза и других демиелинизирующих заболеваний потеря миелина играет определенную роль в развитии церебрального паралича, сахарного диабета, в подъемах артериального давления и связывается с некоторыми случаями инсульта.

Аннотация к статье

CD140a identifies a population of highly myelinogenic, migration-competent and efficiently engrafting human oligodendrocyte progenitor cells