Новый метод, который приводит к образованию специализированных тканевых клеток, может улучшить понимание нейродегенеративных заболеваний, воспалительных заболеваний и рака.
Макрофаги – это специализированные клетки, участвующие в развитии, восстановлении тканей и иммунитете. Сообщества макрофагов в некоторых типах тканей происходят из «клеток-предшественников желточного мешка», называемых примитивными макрофагами, посаженных туда во время раннего эмбрионального развития. Выделение этих клеток-предшественников в достаточном количестве для их изучения оказалось сложной задачей.
Международная группа исследователей нашла прорывное решение этой проблемы – разработала революционный протокол для индукции образования примитивных макрофагов, очень похожих на макрофаги, полученные из желточного мешка. Это позволит ученым изучать примитивные клетки, происходящие из макрофагов in vivo, что является важным шагом в улучшении нашего понимания различных воспалительных заболеваний, рака и нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Исследование проводилось д-ром Флораном Жинхо из Сингапурской иммунологической сети (SIgN), исследовательского института при Агентстве науки, технологий и исследований Сингапура (A * STAR), вместе с Фармацевтическим университетом Киото в Японии.
Команда начала с индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК): взрослых клеток, которые перепрограммируются в эмбриональное состояние, а затем направляются на развитие в клетки любого типа. Изменяя доступные в настоящее время стратегии, они смогли вызвать образование примитивных макрофагов, происходящих от ИПСК (iMac), которые генетически, физически и функционально подобны примитивным макрофагам, полученным из желточного мешка.
Когда они культивировали iMac с нейронами, полученными из iPSC (нервные клетки, присутствующие в головном мозге), или переносили их в мозг мыши, iMac превратились в микроглию, резидентные макрофаги центральной нервной системы. Команда также трансплантировала iMac в легкие мутантных мышей с легочным альвеолярным протеинозом (ЛАП), редким генетическим заболеванием легких. IMac превратились в специализированные легочные макрофаги, которые вылечили болезнь, что позволяет предположить, что iMac можно использовать для клеточной терапии при лечении различных заболеваний.
Команда также успешно разработала iMac на основе ИПСК, полученных от пациента с семейной средиземноморской лихорадкой, генетическим заболеванием, характеризующимся рецидивирующей лихорадкой и болезненным воспалением живота, груди и суставов. Компьютеры iMac показали чрезмерную воспалительную реакцию, аналогичную той, которая присутствует у больных, и теперь могут использоваться в качестве клеточной модели для изучения болезни.
Новый протокол, запатентованный A * STAR, также дает большее количество макрофагов, которые более точно представляют их естественное развитие в организме, чем предыдущие методы.
Результаты показывают, что новый протокол "могут помочь преодолеть ограничения, накладываемые на исследования некоторых редких заболеваний из-за отсутствия достаточного количества первичных клеток, специфичных для конкретного заболевания, и могут способствовать разработке новых терапевтических подходов, в частности, для пациентов с ПАП," пишут исследователи в их недавно опубликованном исследовании в журнале Immunity.