Существует отдельная научная область, посвященная химической и генетической маркировке, позволяющей отследить, куда перемещаются экспериментальные клетки и попадают ли они в намеченное место в организме. Однако репортерные гены и экзогенные метки могут потребовать специальных производственных и регуляторных процессов. Кроме того, такая маркировка может изменять свойства клеток и разбавляться при делении клеток. Ученые сосредоточены на поиске более эффективных способов отслеживания клеток, поврежденных рассеянным склерозом и другими нейродегенеративными процессами. Для таких исследований используются мезенхимальные стволовые клетки.
Джефф Булте и его группа из Университета Джона Хопкинса обнаружили, что некоторые стволовые клетки имеют встроенные индикаторы из сахаров, с помощью которых можно без химических или генетических меток отслеживать их после введения в мозг мышам. Это открытие может использоваться в исследованиях, посвященных лечению рассеянного склероза и других нейродегенеративных заболеваний.
Булте и его коллеги обнаружили, что мезенхимальные стволовые клетки содержат высокий уровень маннозы – моносахарида, который является изомером глюкозы и может быть легко обнаружен с помощью стандартного метода визуализации, основанного на магнитно-резонансной томографии (МРТ).
Исследователи предположили, что поскольку клетки млекопитающих не содержат много сахаров, введенные стволовые клетки, которые естественным образом содержат много маннозы, потенциально легко заметить на фоне ткани мозга.
В эксперименте группа ввела четыре типа человеческих клеток (по 300 000 штук), включая мезенхимальные стволовые клетки, в мозг живых мышей. Затем исследователи использовали МРТ, чтобы отследить скопления инъецированных клеток в течение двухнедельного периода.
Они обнаружили, что МРТ-сигнал от мезенхимальных стволовых клеток был примерно на 60% сильнее, чем от других введенных типов клеток, и его можно было легко увидеть на МРТ-изображениях в течение двух недель после инъекции. Посмертное флюоресцентное окрашивание ткани мозга лектином, специфичным для маннозы, показало, что увеличение сигнала МРТ, соответствовало наличию маннозы.
Интересно, что сигнал МРТ давали только живые клетки. Это делает возможным использование метода не только для отслеживания их перемещения, но и оценки выживаемости трансплантированных клеток.
Булте планирует дополнительные исследования, чтобы определить, можно ли использовать молекулы маннозы для обнаружения дифференцировки стволовых клеток в другие типы клеток.
Статья Y.Yuan et al. In vivo tracking of unlabelled mesenchymal stromal cells by mannose-weighted chemical exchange saturation transfer MRI опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru по материалам Johns Hopkins Medicine: Mouse Experiments Show How Sugar Molecules Can Be Used to Track Stem Cells.
