Работа могла привести к регенеративным лечениям пациентов с критическими дефектами кости и солдат, которые получили травмирующие повреждения костей. Результаты, изданные 31 августа в журнале Science Advances, могли также привести к простому, масштабируемому и недорогому способу произвести чистое население строящих кость клеток.«Одна из более широких целей нашего исследования состоит в том, чтобы сделать регенеративное лечение более доступным и клинически релевантным, развивая легкие, эффективные и рентабельные способы спроектировать клетки человека и ткани», сказал Шини Варгезе, преподаватель биоинженерии в Сан-Диего UC и ведущий автор исследования.Плюрипотентные стволовые клетки способны к становлению любым типом клетки в теле, таковы как мышца, сердце, кожа или кость – процесс, названный дифференцированием.
Из-за этой способности у плюрипотентных стволовых клеток есть многообещающее терапевтическое использование, чтобы восстановить или восстановить различные ткани и органы.Но получение плюрипотентных стволовых клеток дифференцироваться в конкретный тип клетки, которая может функционировать в теле, не просто. Направление дифференцирования стволовой клетки похоже после сложного рецепта, включая длинный список компонентов и шагов, которые делают процесс дорогостоящим и неэффективным.Другая проблема производит полученные из стволовой клетки ткани или органы, которые не заболевают тератомами – опухоли, которые содержат множество тканей, найденных в различных органах – когда пересажено.
Тератомы – то, что может произойти, когда некоторые плюрипотентные стволовые клетки идут жулик и дифференцируются неудержимо.Varghese и ее команда показали, что они могли управлять дифференцированием человеческих плюрипотентных стволовых клеток в функциональные остеобласты – строящие кость клетки – просто, добавляя аденозин молекулы к их питательной среде. Как живущие костные клетки в теле, получающиеся остеобласты построили костные ткани с кровеносными сосудами.
Когда пересажено в мышей с дефектами кости, остеобласты сформировали новые костные ткани в естественных условиях без любых признаков формирования тератомы.«Удивительно, что единственная молекула может направить судьбу стволовой клетки.
Мы не должны использовать коктейль маленьких молекул, факторов роста или других дополнений, чтобы создать население костных клеток от человеческих плюрипотентных стволовых клеток как вызванные плюрипотентные стволовые клетки», сказал Варгезе.Эта работа происходит от предыдущего исследования группой Варгезе, чтобы понять, как полезные ископаемые фосфата кальция, найденные в костной ткани, побуждают стволовые клетки дифференцироваться в остеобласты. Ее команда обнаружила, что стволовые клетки поднимают фосфат кальция, чтобы произвести ATP, метаболическую молекулу, которая тогда разламывает на аденозин и сигнализирует, чтобы стволовые клетки стали остеобластами.
«Интересно, что произошло бы, если бы мы обошли шаги и просто добавили среду с аденозином. Это – то, что вдохновило это текущее исследование», сказал Варгезе.Команда Варгезе теперь занимается расследованиями точно, как аденозиновая передача сигналов способствует формированию кости. До сих пор они приписали передачу сигналов рецептору на поверхности стволовых клеток, названной рецептором A2bR, который связывает с аденозином.
Но этот механизм все еще требует дальнейшего исследования, сказала она.