Головастики прозрели, а к морским свинкам вернулся слух. И все благодаря пересадке тканей, выращенных из стволовых клеток. Ученые медленно, но верно приближаются к тому, чтобы лечить людей.
На очередной, 38-й ежегодной встрече Общества нейронаук (Society for Neuroscience), которая проходила в Вашингтоне (Washington, DC), были представлены две близкие по теме и по духу работы. Нейробиологи с помощью стволовых клеток справились с нарушениями важнейших чувств – слуха и зрения – у животных.
Ушастые свинки
Доктор Судзён Дзян (Sujeong Jang) из национального университета Чоннам в Кванджу, Южная Корея (Chonnam National University in Gwang-ju, South Korea), представила свои исследования на постерной сессии. Ей и ее коллегам удалось восстановить слух у морских свинок.
Корейские ученые использовали стволовые клетки мезенхимы (зародышевая соединительная ткань) костного мозга человека. Обычно при развитии эмбриона из таких клеток образуются соединительная, костная, мышечная ткани, но не нервные клетки. Однако несколько лет назад разные исследовательские группы по всему миру убедительно доказали, что клетки мезенхимы костного мозга могут быть источниками нервных клеток для регенеративной медицины. Они дифференцируются в нервные клетки, если их поместить в соответствующее окружение.
Доктор Дзян и ее коллеги отобрали подходящие клетки и пересадили во внутреннее ухо морским свинкам. Нервные клетки, а значит и чувствительность внутреннего уха зверушек, они предварительно повредили при помощи химических препаратов.
После трансплантации число нервных клеток в кортиевом органе (слуховой рецептор внутреннего уха, который трансформирует звуковые колебания в нервное возбуждение при помощи чувствительных волосковых клеток) значительно увеличилось. При этом в чувствительных волосковых и вспомогательных нервных клетках внутреннего уха была обнаружена информационная РНК человека. Этот факт свидетельствовал о том, что данные нервные клетки развились именно из пересаженной ткани.
«Волосковые клетки людей и других млекопитающих очень нежные. Если они уничтожены громким шумом, болезнью, токсичными препаратами или просто погибают от старости, это необратимо, -- рассказала Дзян. – Птицам и рептилиям повезло гораздо больше. Их поврежденные клетки регенерируют сами, и слух постепенно восстанавливается».
По словам Судзён Дзян, их главная цель – вырастить волосковые клетки внутреннего уха из пересаженных стволовых клеток в полном объеме. И их работа показывает, что ученые уже очень далеко продвинулись в этом направлении. Морские свинки, с которыми они экспериментировали, уже через три месяца демонстрировали значительное улучшение слуховых способностей. Конечно, свинки не сами рассказали об этом ученым: о восстановлении слуха животных свидетельствуют результаты так называемого ABR-теста (Auditory brainstem response). Ученые фиксировали электрофизиологический ответ слухового отдела ствола мозга на специальные звуковые стимулы (клики). Сигнал мозга в таком тесте регистрируется с помощью поверхностных электродов.
Глазастые головастики
Доклад доктора Майкла Зубера из Северного медицинского центра университета штата Нью-Йорк (Upstate Medical University State University of New York) в Сиракузах (Syracuse, NY) также был посвящен восстановлению органов чувств у животных. Правда, американцы работали не с млекопитающими, а с амфибиями: они вернули зрение головастикам.
Предварительно ослепленным эмбрионам шпорцевой гладкой лягушки xenopus laevis они пересадили ткань, выращенную из плюрипотентных стволовых клеток лягушек того же вида. Плюрипотентные – это еще не определившиеся со своей будущей специализацией эмбриональные стволовые клетки. Если поместить их в питательную среду и оставить расти самопроизвольно, то получится «лягушачья кожа» -- клетки эпителия. Однако американцы использовали для модификации процесса роста семь открытых ими «факторов транскрипции» -- специальных белков, которые воздействуют на ДНК, заставляя клетки развиваться в какой-то определенный тип. Именно такую ткань и пересадили испытуемым.
Головастики, подвергшиеся трансплантации, могли видеть своими новыми глазами. Ученые накрывали половину аквариума, в котором обитали амфибии, листом бумаги, и будущие лягушата скапливались в светлой стороне. В то время как слепые головастики продолжали плавать по всему аквариуму, не обращая внимания на недостаток света.
Генетические тесты показали, что в выращенной предложенной методом ткани из стволовых клеток вырастают все семь типов клеток, присутствующих в сетчатке, включая нервные узлы, которые продолжаются затем аксоном и соединяют глаз с мозгом.
Медицине известны редкие случаи восстановления сетчатки глаза человека с помощью стволовых клеток, притом успешные. Однако вырастить полностью новую сетчатку пока недостижимая задача. «Сетчатка, как и все остальные органы тела, содержит разные специфические типы клеток. Именно поэтому для успешного восстановления зрения, потерянного в результате травмы или болезни, требуется замена множества функциональных типов клеток сетчатки», -- комментирует проблему Майкл Зубер. Он не считает, что их технологию уже сейчас можно применять для лечения людей. Однако это очередной маленький шажок, приближающий человечество к главной цели регенеративной медицины – возможности выращивать клетки всех необходимых типов, а в будущем -- полностью готовые ткани и даже органы.
