В ходе развития эмбриональные стволовые клетки могут приобрести различную форму, но определить, какую именно, чаще всего затруднительно. Ученые из Стэнфордского университета применили новую стратегию, которая позволяет быстро и эффективно выводить из стволовых клеток эмбрионов клеточные популяции любого из 12 типов - от сердечных мышц до костей и хрящей. Об открытии пишет Science Daily.
Ученые из Школы медицины Стэнфордского университета выявили биологические и химические сигналы, которые необходимы, чтобы быстро и эффективно преобразовывать стволовые клетки эмбрионов в чистые клеточные популяции любого из 12 типов, включая кости, сердечные мышцы и хрящевые ткани.
Новая методика позволяет сократить процесс выведения клеточных популяций до 5-9 дней, а не нескольких недель и месяцев, как раньше.
Ученые получили «золотой стандарт» стволовых клеток
Технологии
Эмбрионические стволовые клетки плюрипотентны, то есть они могут преобразовываться в другие виды клеток организма. Отдельные факторы заставляют клетки приобретать специфику в процессе формирования эмбриона, однако изучать эти факторы на примере человека довольно сложно. В большинстве стран культивирование человеческого эмбриона в течение более двух недель запрещено, поэтому ученые исследуют эти явления на примере рыб, мышей и лягушек.
Известно, что на ранних стадиях развития эмбрион состоит из трех зародышевых слоев: эктодермы, энтодермы и мезодермы. Каждый слой отвечает за производство определенных видов клеток. Мезодерма, к примеру, производит миокардий, кости, кровеносные сосуды, кровяные тельца, соединительные ткани, хрящи и некоторые ткани почек и кожных покровов.
В ходе экспериментов исследователи обнаружили, что необходимо применять различные клеточные стимулы, которые блокировали бы один сценарий и давали развитие второму. Полученная методика сопоставима со стратегией «да или нет», при которой возможен только один вариант событий. Для воздействия на клетки биологи использовали сигнальные молекулы и одновременно блокировали другой тип, задавая тем самым ход развития мезодермы.
В результате ученым удалось произвести клетки-предшественники костей, которые при трансплантации формировали кость, а также клетки сердечной мышцы и 10 других клеточных сценариев на основе мезодермы.
Исследование позволит изменить подход к регенаритивной медицине и лучше понять процесс развития эмбриона, в том числе изучить механизмы формирования врожденных дефектов.