Бразильские биоинженеры придумали оригинальный способ, с помощью которого можно контролировать процесс развития эмбриональных стволовых клеток и не дать им превратиться в раковые. Для этого, как оказалось, достаточно обработать их на самой ранней стадии развития противораковым препаратом.
Ученые проводили эксперимент на мышах с болезнью Паркинсона. В будущем, надеются авторы, этот подход ускорит внедрение методов регенеративной медицины в клиническую практику.
При болезни Паркинсона - тяжелом нейродегенеративном заболевании происходит разрушения в мозге нервных клеток, синтезирующих дофамин. Дофамин - это важнейший нейромедиатор, то есть, посредник в передаче нервного импульса с нейрона на нейрон. Из-за недостатка дофамина у больных возникают серьезные проблемы с движением, нарушается координация, возникает ригидность мышц, появляется тремор, ухудшаются когнитивные функции, часто возникают и психические расстройства.
В настоящее время это заболевание считается неизлечимым, а существующая лекарственная терапия позволяет лишь уменьшить симптомы болезни, да и то не во всех случаях. Поэтому во всем мире ученые занимаются поиском методов лечения этого тяжелого заболевания.
Вся надежда - на стволовые клетки
Многочисленные современные исследования показывают, что при лечении болезни Паркинсона самым перспективным методом может стать клеточная терапия с помощью стволовых клеток - клеток, которые способны превращаться в практически любые клетки и ткани. Из них и выращивают нейроны, синтезирующие дофамин, а потом пересаживают в организм.
В этом направлении сделано уже очень многое. Например, биоинженеры научились получать дофаминергические нейроны из клеток кожи человека при помощи прямого перепрограммирования, без стадии стволовых клеток. Известны методы выращивания таких нейронов и из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток животных, и из эмбриональных стволовых клеток человека.
Одним из важных этапов подобных экспериментов является проверка того, как будут полученные таким способом нейроны работать в организме - т.е. будут ли они выполнять свою основную функцию - синтезировать дофамин. Долгое время провести имплантацию таких клеток в организм животных, чтобы ответить на этот вопрос, не удавалось. Но недавно успеха удалось добиться – нейроны, полученные из плюрипотентных стволовых клеток обезьяны с болезнью Паркинсона, ей же и имплантировали. Эти нейроны прижились в организме животного и заработали. Такого же результата удалось добиться и при вживлении в организм мышей с болезнью Паркинсона дофаминергических нейронов, полученных из эмбриональных стволовых клеток человека. И главное - таким образом животные избавились от болезни Паркинсона.
В чем опасность стволовых клеток
Тормозит применение этих методов в клинической практике для лечения болезни Паркинсона у людей одна серьезная причина. Дело в том, что в стволовых клетках скрывается серьезная опасность: всегда остается риск, что они не справятся с плюрипотентностью и разовьются в раковую опухоль.
В своем нынешнем исследовании бразильские ученые под руководством специалистов из Федерального университета Рио-де-Жанейро придумали способ, с помощью которого можно эту проблему решить.
Как контролировать процесс
Для этого они обработали эмбриональные стволовые клетки мыши (ЭСК) (еще до того, как они начали дифференцироваться) препаратом, который применяется для лечения онкологических заболеваний.
Затем они действовали уже по традиционной схеме – обработали ЭСК транскрипционными факторами, после чего начался процесс их превращения в дофаминергические нейроны.
Следующей стадией эксперимента стала имплантация примерно 50 тысяч таких нейронов в организм мышей с болезнью Паркинсона. Ученые разделили всех животных на три группы. Одной группе вживили нейроны, полученные из ЭСК, которые были обработаны противораковым препаратом. Второй группе имплантировали нейроны, полученные из обычных ЭСК без всякой обработки. А третья группа вообще не получала никакого лечения.
Через некоторое время после имплантации у животных из второй группы заметно улучшилось самочувствие, и восстановилась двигательная функция. Но, к сожалению, все эти животные через семь недель умерли из-за развития раковых опухолей.
У мышей, которым имплантировали ЭСК, обработанные противораковым препаратом, также восстановилась двигательная функция. И что самое главное - через 15 недель ученые не обнаружили у них в организме раковых клеток.
«Эта простая стратегия, когда стволовые клетки обрабатываются противораковым препаратом, делает процесс трансплантации более безопасным, исчезает риск возникновения раковых опухолей при терапии стволовыми клетками», - говорит ведущий автор исследования профессор Стивен Рехен (Stevens Rehen).
Ученые надеются, что эта технологи ускорит использование ЭСК в клинической практике, в частности, при лечении болезни Паркинсона.
Статья бразильских ученых опубликована в последнем номере журнала Frontiers in Cellular Neuroscience.
