Версия для слабовидящих
Упаковка стволовых клеток в альгинатовые капсулы может повысить эффективность лечения инфаркта миокарда Печать Email
Новости об инновациях
16.10.2013

Методы лечения сердечно-сосудистых заболеваний стволовыми клетками развиваются. На сегодня во всем мире такое лечение, в рамках клинических испытаний с использованием одного из типов стволовых клеток – мезенхимальных стволовых клеток, – получили уже тысячи пациентов с болезнями сердца. Но результаты многих из этих исследований либо скромны, либо неоднозначны. Одной из причин тому является быстрая элиминация клеток из сердца и их массовая гибель – в первые часы и даже минуты – после введения.

Значительный шаг вперед в решении этой проблемы, как представляется, удалось сделать ученым-кардиологам Университета Эмори (Emory University). Они упаковывают стволовые клетки в капсулу из гелеобразного вещества альгината. Упакованные таким образом клетки остаются в сердце и в течение продолжительного периода времени высвобождают свои исцеляющие факторы.

Инкапсулированные мезенхимальные стволовые клетки имплантируются в патч. Исследователи только что провели его тестирование на крысах с моделью инфаркта миокарда. По сравнению с контрольными животными, которым вводились ничем не защищенные клетки (или не вводилось ничего), крысы с капсульными патчами демонстрировали усиление функции сердца, уменьшение размера соединительнотканного рубца и более интенсивный рост новых кровеносных сосудов. Кроме того, жизнеспособность сохраняло гораздо большее количество клеток.

«В контексте сердечной клеточной терапии такой подход, по-видимому, является эффективным способом сохранения клеток и поддержания их жизнеспособности», – говорит Роберт Тейлор (Robert Taylor), MD, директор кардиологического отделения Школы медицины Университета Эмори (Emory University School of Medicine), профессор кафедры биомедицинской инженерии Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology) и Университета Эмори. «Эта стратегия может применяться ко многим типам клеток в регенеративной терапии сердечно-сосудистых заболеваний».

В сердце, перенесшем инфаркт, клетки сталкиваются как с негостеприимной воспалительной средой – клетками иммунной системы и иммуноглобулинами, – так и с механическими силами, которые просто выталкивают их из органа, как «пальцы, сжимающие скользкие семена арбуза», сравнивает профессор Тейлор.

«Эти клетки – социальные существа, и они любят быть вместе», – продолжает профессор. «Из результатов некоторых исследований по клеточной терапии последствий инфаркта известно, что в течение первого часа теряется более 90 процентов клеток. Исходя из этих цифр, легко понять, где нужно искать пути к повышению эффективности».

Инкапсуляция удерживает мезенхимальные стволовые клетки вместе и оставляет им возможность воспринимать сигналы внешней среды. Клетки могут высвобождать вырабатываемые ими небольшие белковые молекулы, такие как факторы роста, оставаясь в то же время защищенными от крупных белков, таких как антитела.

Альгинат – вещество, используемое для инкапсуляции стволовых клеток, – имеет широчайшую сферу применении – от биомедицины до кулинарии. Это и инструмент в руках изобретательных шеф-поваров, и составная часть перевязочных материалов, и паста, используемая стоматологами. Соавтор исследования Коллин Вебер (Collin Weber), MD, занимающийся изучением диабета, использует альгинат для инкапсуляции инсулин-продуцирующих островковых клеток, и сейчас альгинат-инкапсулированные островки проходят клинические испытания.

Упаковка клеток в гель, конечно, не дает им становиться частью сердечной мышечной ткани (и препятствует замене отмерших клеток), но в данном случае мезенхимальные стволовые клетки предназначены совсем не для этого.

2_188.jpg Альгинат уже используется в нескольких областях медицины. Он применяется в перевязочных материалах и для изготовления слепков в стоматологии.
Здесь он образует капсулы вокруг мезенхимальных стволовых клеток. В каждой капсуле размером 250 мкм содержится около 200 клеток.
(Фото: Emory University)

Основным преимуществом их использования, считают ученые, является то, что они обеспечивают сердце гормонами и ростовыми факторами, стимулирующими регенерацию кровеносных сосудов, предотвращающими апоптоз, модулирующими иммунный ответ, рекрутирующими стволовые клетки и клетки-предшественники.

За месяц после искусственно вызванного инфаркта миокарда фракция выброса сердца крыс – показатель доли крови, в процентном выражении, выбрасываемой из сердца в аорту во время каждого сокращения, – упала с 72 до 34 процентов. Введение инкапсулированных мезенхимальных стволовых клеток привело к увеличению фракции выброса до 56 процентов – значительное улучшение, особенно если учесть, что не инкапсулированные клетки не позволяют поднять этот показатель выше 39 процентов.

Одним из основных эффектов трансплантации стволовых клеток, по-видимому, является стимуляция роста кровеносных сосудов: у крыс, получивших инкапсулированные клетки, плотность кровеносных сосудов в пораженной инфарктом области в несколько раз превышала показатели контроля.

Как долго инкапсулированные стволовые клетки остаются в сердце? Гидрогелевый патч из биоразлагаемого полиэтиленгликоля (ПЭГ), использованный в данном исследовании, разрушается за 10 дней. Лаборатория Тейлора планирует протестировать и другие материалы и выяснить их возможности с точки зрения скорости разрушения в организме. От этого в значительной степени будет зависеть время сохранения клеток.

В клинических условиях в качестве источника материалов для клеточной терапии должны использоваться собственные (аутологичные) клетки пациента. Источником мезенхимальных стволовых клеток может быть его костный мозг. Эти клетки относительно легко культивировать и размножать вне организма. Количество клеток достаточное для терапевтического эффекта можно получить за нескольких дней.

Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of the American Heart Association. Первый автор статьи – научный сотрудник Ребекка Левит (Rebecca Levit), MD. В разработке патча, используемого для фиксации инкапсулированных клеток на сердце, она и ее коллеги сотрудничали с лабораторией Андреса Гарсия (Andres Garcia), PhD.

Оригинальная статья: Cellular Encapsulation Enhances Cardiac Repair

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/upakovka-stvolovykh-kletok-v-alginatovye-kapsuly-mozhet-povysit-effektivnost-lecheniya-inf

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта