К числу наиболее изнурительных заболеваний относятся дегенеративные, при которых здоровье человека со временем медленно ухудшается. И некоторые из худших из этих заболеваний связаны с разрушением мышц или костей.
Молекулярный биолог Дэвид Голдхэмер использует технологию стволовых клеток, чтобы положить конец этим заболеваниям и связанным с ними травмам.
Голдхэмер, доцент кафедры молекулярной и клеточной биологии в Колледже свободных искусств и наук и директор Центра регенеративной биологии, использует генетические методы на мышах, чтобы понять, как восстанавливаются мышцы и кости в больных и поврежденных тканях. Он и его коллеги недавно были награждены грантами Ассоциации мышечной дистрофии и U.S. Министерство обороны изучит мышечную дистрофию Дюшенна. редкое заболевание костей ?? и выздоровление раненых солдат, вернувшихся с войны.
Роль спутниковых ячеек
В прошлом месяце Голдхамер получил 375000 долларов в течение трех лет от Ассоциации мышечной дистрофии для исследования мышечных стволовых клеток, называемых сателлитными клетками, и их роли в регенерации мышечной ткани, поврежденной в результате травмы или болезни. Эти клетки расположены вне мышечных волокон и отвечают за восстановление и рост мышечных клеток.
По его словам, при травме мышцы эти клетки начинают делиться и участвовать в процессе регенерации мышц. В своей лаборатории Голдхэмер использует методы генетической маркировки, чтобы понять, как работают клетки: Мы хотим знать: как сателлитные клетки запрограммированы на регенерацию мышц? Каковы клеточные и молекулярные основы? Как это контролируется генетически???
Он продолжает, что одним из гистологических признаков поздних стадий мышечной дистрофии Дюшенна является аномальное накопление соединительной ткани и жировых клеток внутри мышц. Эти чужеродные клетки дестабилизируют окружающие их мышцы, вызывая снижение мышечной силы. Голдхамер хочет знать, ответственны ли за эти патологические изменения измененное программирование сателлитных клеток или других стволовых клеток в мышечной ткани.
У молодых пациентов сателлитные клетки создают новые мышцы по мере их исчезновения, сохраняя пациента относительно сильным. Но по мере того, как пациент стареет, клетки перестают справляться с болезнью.
Изучение того, как функционируют эти сателлитные клетки, также поможет Голдхамеру понять, как они могут быть изменены, чтобы помочь в борьбе с болезнью. Например, лечение стволовыми клетками показало, что когда эти клетки вводятся в мышечную ткань, они могут способствовать формированию новых мышц. Однако клетки ограничены небольшой областью вокруг места инъекции, и большинство клеток погибает.
Голдхамер отмечает, что клетки будут жить дольше после инъекции, если они будут иметь особую благоприятную мутацию, которая может привести к разработке более комплексных методов лечения клеток.
«Если они собираются использоваться у пациентов, возникает проблема масштаба». он говорит. Если не улучшится выживаемость и миграция, они не будут полезны в терапии.??
Предотвращение нежелательного образования костей
Другой аспект исследования Голдхамера включает редкое заболевание – фибродисплазию прогрессирующую оссифицирующую, или ФОП. Болезнь, вызванная вредоносной генетической мутацией, вызывает образование костных клеток в мышцах. Это образование кости в неподходящих местах, известное как гетеротопическая оссификация, прогрессирует на протяжении всей жизни пациента, что приводит к разрушительным последствиям для здоровья, продолжительности жизни и качества жизни.
Вместе с главным исследователем Дэвидом Роу из Центра здоровья Университета Конна и группой других исследователей Голдхэмер участвует в предстоящем проекте, который будет поддерживаться Министерством обороны. Его роль в этом исследовании будет заключаться в изучении процесса гетеротопической оссификации.
По его словам, министерство обороны заинтересовано в финансировании этого исследования, потому что у него также есть заявки на помощь раненым ветеранам войны.
?? Гетеротопическая оссификация – обычное явление у солдат, получивших взрывные ранения конечностей, ?? он говорит. У них растет кость в своих мягких тканях, и это серьезное осложнение, которое может сильно повлиять на структуру мышц, затруднить реабилитацию и повлиять на степень функционального восстановления.??
Однако причина этого окостенения осталась неизвестной. Голдхамер и его аспиранты Майкл Вошина и Арпита Бисвас недавно определили клетку, которая может быть частью патологической реакции, которая создает костную ткань. Он и его коллеги теперь попытаются охарактеризовать эту клетку, чтобы определить, можно ли предотвратить образование кости в мышце? и потенциально может быть использован при восстановлении костей.
По словам Голдхамера, какими бы многообещающими ни были эти разработки, они также создают проблемы.
?? Агрессивный ремонт кости у солдат может привести к гетеротопическому окостенению окружающей мускулатуры, ?? он говорит. ?? Любая репаративная стратегия должна быть точной и локализованной.??
Хотя он интересовался регенеративной биологией с тех пор, как был аспирантом, изучавшим регенерацию конечностей у саламандр, Голдхэмер говорит, что его работа была представлена в перспективе, когда он впервые встретился с людьми, у которых есть ФОП, на конференции, в которой участвовали как ученые, так и пациенты. у кого болезнь.
?? Он глубоко осознал важность моей работы, ?? он говорит.