Как вырастить сердце из стволовых клеток
Биоинженерам из Центра геномной регуляции в Барселоне удалось выяснить важную деталь о том, как происходит образование кардиомиоцитов – клеток сердечной мышцы в эмбрионе.
Как выяснилось, за процесс отвечает белок Mel18.
Статья с результатами этого исследования опубликована в последнем номере журнала Cell Stem Cell.
Как говорят авторы, их исследование поможет создавать новые методы выращивания тканей и клеток сердца в лабораторных условиях из стволовых клеток. Эти исследования очень важны для понимания механизмов многих сердечных недугов. А в будущем вполне возможно, что с помощью таких методов можно будет заменять кусочки поврежденных тканей сердца, например, после инфаркта.
В своем исследовании команда биоинженеров под руководством доктора Лучиано Кроче (Luciano Di Croce) изучала работу белка Mel18 в эмбриональных стволовых клетках. Известно, что этот белок участвует в регуляции работы генов – он включает и выключает гены в процессе дифференцировки эмбриональных стволовых клеток. Известно, что этот белок активен в мезодерме – зародышевом слое, из которого развиваются, в том числе и мышечные ткани.
В процессе эксперимента ученые обнаружили, что этот белок играет еще одну чрезвычайно важную функцию – он включает определенные гены, которые запускают формирование кардиомиоцитов.
«Содержание белка Mel18 в эмбриональных стволовых клетках очень высоко. И этих белков много в кардиомиоцитах. Мы полагаем, что их недостаток приводит к повреждениям и патологиям формирования сердца», – говорит Кроче.
Добавим, что получать кардиомиоциты из стволовых клеток ученые уже умеют. Например, клетки сердца можно получить с помощью прямого перепрограммирования из фибробластов – клеток кожи. Биоинженеры из Стэндфордского университета в 2011 году с помощью такого способа вырастили кусочек ткани сердечной мышцы, которая сокращалась.
А вот российские ученые сделали еще один важный шаг в этом направлении: они создали каркас из спидроина (именно этот белок входит в состав нитей паутины) для выращивания сердечной ткани, который отличается особой прочностью и легкостью. Когда на такой каркас поместили клетки сердечной мышцы – кардиомиоциты животных, то там сформировалась функциональная ткань, способная сокращаться и проводить электрические импульсы - точно так же, как сердечная ткань живого сердца.