Клеточная терапия для регенерации сердца является перспективным направлением, но сейчас есть проблемы с долгосрочным выживанием трансплантированных клеток. Новый метод, объединяющий три разных типа клеток в трехмерный кластер, может повысить ее эффективность в уменьшении рубцовой ткани и улучшении сердечной функции после инфаркта миокарда.
Биоинженерный метод CardioCluster был разработан сотрудниками Института сердца Государственного университета Сан-Диего Меган Монсанто и Марком Сассманом. Они показали, что даже в клеточной терапии количество имеет значение.
Клетки CardioCluster лучше существующих методов восстанавливают функцию сердца, потому что имеют гораздо лучшие показатели выживания по сравнению с инъекциями одиночных клеток: кластеры сохранялись внутри стенок сердца мышиных моделей в течение пяти месяцев после трансплантации, что является значительным достижением.
Комбинация кластеров включает мезенхимальные стволовые клетки, которые помогают общаться и поддерживать другие клетки, эндотелиальные клетки-предшественники, выстилающие внутреннюю часть кровеносных сосудов, и сердечные интерстициальные клетки, которые являются ключевыми для формирования сердечной ткани. В такой конструкции используются преимущества, присущие трем различным типам клеток, каждый из которых обладает полезными свойствами и по-своему восстанавливает поврежденную ткань сердца.
Работая в лаборатории Сассмана с клетками человеческого сердца, хирургически имплантированными в сердца мышей с ослабленным иммунитетом, Монсанто генетически модифицировала трансплантированные клетки, чтобы они экспрессировали флюоресцентную метку для отслеживания. Все типы клеток имели метки разного цвета, через несколько недель метки всех трех типов клеток были последовательно обнаружены с помощью конфокальной микроскопии.
Одна из причин высоких показателей выживаемости CardioCluster заключается в том, что они были культивированы вместе перед инъекцией, и это «знакомство» улучшает межклеточное взаимодействие. Другими словами, клетки поддерживают друг друга, когда попадают во враждебную среду поврежденного сердца.
CardioCluster намного лучше имитирует естественную среду человеческого тела, чем культивируемые отдельно клетки, которые быстро выводятся из сердца. Большая площадь поверхности кластера помогает клеткам длительно удерживаться в сердце.
Более устойчивые клетки в CardioCluster естественным образом перемещаются к поверхности, защищая при этом более медленно растущие клетки в центре. При стресс-тестах внешние клетки выживали лучше, но при тестировании по отдельности погибло около 50% интерстициальных клеток сердца.
Монсанто объяснила, что каждый тип клеток в кластере играет определенную роль: мезенхимальные стволовые клетки – это клей, интерстициальные клетки сердца – это мозговой центр, а эндотелиальные клетки-предшественники – это магистраль, по которой перемещаются питательные вещества, поддерживающие жизнь кластера.
Кластеры могут быть оптимизированы для различных потребностей, и соотношение клеток может быть изменено – это станет следующим шагом в исследованиях Монсанто и Сассмана.
Клеточная терапия может стать достаточно эффективным методом лечения рубцовых изменений после инфаркта миокарда, и подход CardioCluster позволит добиться значительно лучшего восстановления сердца.
Статья M.M.Monsanto et al. Enhancing myocardial repair with CardioClusters опубликована в журнале Nature Communications.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам SDSU: To Repair a Damaged Heart, Three Cells are Better Than One.
