Новая терапия двойными стволовыми клетками, улучшающая регенерацию сердца
ИМ – это заболевание со смертельным исходом, вызванное нехваткой коронарного кровоснабжения миокарда. Это приводит к необратимой потере клеток сердечной мышцы (кардиомиоцитов, КМ) и образованию рубцовой ткани, что приводит к необратимому нарушению сердечной функции или даже сердечной недостаточности. При ограниченных терапевтических возможностях при тяжелом инфаркте миокарда и тяжелой сердечной недостаточности пересадка сердца является последним средством. Но это очень рискованно, дорого и зависит от ограниченного числа подходящих доноров.
Таким образом, терапия на основе стволовых клеток стала многообещающим вариантом лечения.
Доктор Пан Кивон, биолог стволовых клеток из отдела биомедицинских наук CityU, сосредоточил свои усилия на разработке новых методов лечения сердечной регенерации на основе стволовых клеток. «Сердце – это орган, состоящий из сердечных мышц и кровеносных сосудов, где сосуды необходимы для снабжения мышц кислородом и энергией.
Поскольку сердечные мышцы и сосуды могут быть серьезно повреждены после инфаркта миокарда, терапевтические стратегии должны быть сосредоточены на комплексном восстановлении и того, и другого одновременно. Но пока стратегии сосредоточены только на одном, – объясняет он.
В связи с этим доктор Бан и его сотрудники, включая исследователей из Университета Конкук, Католического университета Кореи, Университета науки и технологий Пхохана и T&R Biofab в Южной Корее, недавно разработали многоаспектный подход.
Он был направлен на одновременное омоложение как сердечных мышц, так и сосудов за счет использования двух основных типов стволовых клеток, а именно мезенхимальных стволовых клеток костного мозга человека (hMSC) и кардиомиоцитов, полученных из индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток (hiPSC-CMs).
ЧМСК использовались в исследовании из-за их выраженной паракринной активности по секреции хороших белков, способствующих регенерации кровеносных сосудов и выживанию эндотелиальных клеток. И hiPSC-CM были использованы из-за их сходства с человеческими первичными CM с точки зрения экспрессии кардиоспецифичных генов, структурных белков, ионных каналов и, что более важно, спонтанного сокращения.
Первое исследование двух различных эффектов стволовых клеток на восстановление сердца
Хотя в нескольких предыдущих исследованиях описывалось благотворное влияние hiPSC-CM или hMSC на ИМ по отдельности, это первое исследование, в котором одновременно изучается влияние этих двух отдельных стволовых клеток на восстановление сердца. Исследователи применили двойной подход, в котором hMSC и hiPSC-CM доставлялись двумя разными путями. HiPSC-CM вводили интрамиокардиально непосредственно в пограничную зону сердца крысы, в то время как нагруженный hMSC пластырь имплантировали поверх области инфаркта, как повязку.
Результаты показали, что этот двойной подход привел к значительному улучшению сердечной функции и усилению образования сосудов на сердце после инфаркта миокарда.
Имплантированный патч, нагруженный hMSC, не только обеспечивал микросреду, которая, как и ожидалось, усиливала регенерацию сосудов, но также улучшала удержание hiPSC-CM, в конечном итоге улучшая сердечную функцию и восстанавливая поврежденный миокард.
Более того, результаты гистологического анализа показали, что имплантация нагруженного hMSC пластыря способствовала функциональному созреванию инъецированных hiPSC-CMs.
Они стали более вытянутыми и прямоугольными по форме клеток, оказались более организованными, что было типичными морфологическими характеристиками зрелых взрослых КМ. Функциональное созревание введенных интрамиокардом hiPSC-CMs особенно важно.
Это потому, что он может снизить потенциальный риск аритмий, то есть нерегулярных сокращений сердца, которые являются основной причиной внезапной сердечной смерти.
Возможности применения в регенерации сердца и не только
«Мы считаем, что этот новый двойной подход потенциально может принести трансляционную и клиническую пользу в области регенерации сердца», – сказал д-р Бан. «Основываясь на том же принципе, протокол также может использоваться для восстановления других органов, включая мозг, печень и поджелудочную железу, в которых сосуществуют несколько типов стволовых клеток.»Команда работает над последующими исследованиями на более крупных моделях животных, таких как свиньи.
Подана заявка на патент.
Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Nature Communications под названием «Двойная терапия стволовыми клетками синергетически улучшает сердечную функцию и регенерацию сосудов после инфаркта миокарда.»Д-р Бан вместе с доктором Мун Сон-Хван из Медицинской школы Университета Конкук и профессором Пак Хун-Джун из Католического университета Кореи являются авторами-корреспондентами статьи.
Первыми авторами являются Пак Сун-Юнг из Медицинской школы Университета Конкук, Ким Ри Юн и аспирант Ли Сонхун из CityU и Пак Бон-У из Католического университета Кореи.
Исследование было поддержано Исследовательским проектом CityU, Советом по исследовательским грантам Гонконга, грантами Национального исследовательского фонда Кореи и грантом Программы развития био- и медицинских технологий, финансируемым Министерством науки и науки.C.Т. а также Программа технологических инноваций, финансируемая Министерством торговли, промышленности и энергетики Республики Корея.
