Биофизики из Московского физико-технического института (МФТИ) и Московского областного научно-исследовательского клинического института имени 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. Для развития регенеративной медицины используют индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК). Это клетки, полученные из крови человека.

С помощью специальных химических процедур клетки можно «омолодить» до стволовых и затем перепрограммировать в клетки тканей организма человека. Таким образом получаются «свои» для человека клетки, которые можно использовать для восстановления тканей в организме.

Ранее считалось, что для восстановления сердечной ткани необходимо использовать зрелые клетки — возрастом месяц-два. Коллектив ученых под руководством Константина Агладзе решил проверить, каким будет оптимальный возраст репрограммированных стволовых клеток. Исследователи подсаживали в модельную систему на культуре сердечной ткани человека стволовые клетки (ИПСК) 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.

«Окно возможностей» / ©Дарья Сокол / Пресс-служба МФТИ

Оказалось, что клетки, подсаженные в период с 15-го по 28-й день созревания, создают единую возбудимую систему с сердечными клетками модельной культуры. Те, 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», — говорит Константин Агладзе, заведующий лабораторией биофизики возбудимых систем МФТИ.

В лаборатории биофизики возбудимых систем МФТИ занимаются фундаментальными исследованиями в области регенеративной медицины применительно к кардиомиоцитам, клеткам сердечной ткани. Задача таких исследований — давать рекомендации тем, кто занимается практической реализацией регенеративных методов.

Результат этого исследования важен, так как определяет «окно возможности», в течение которого стволовые клетки лучше всего подходят для восстановления тканей. Исследование было поддержано грантом Министерства образования и науки Российской Федерации.