Мезенхимные стромальные клетки есть практически во всех органах и тканях взрослого человека. Эти клетки способны давать начало костной, жировой и хрящевой тканям, а также вовлечены в процессы обновления широкого спектра тканей и их регенерации после повреждения. Если выращивать мезенхимные стромальные клетки в лаборатории, можно подробнее изучить эти процессы, а также установить, как можно их ускорить. Однако срок жизни таких клеток вне организма ограничен, что не позволяет выращивать их в лабораторных условиях достаточно долго.
Ученым удавалось получать культуры клеток, способные выдерживать до 8–10 пересевов с одной питательной основы на другую. Но после этого клетки старели, утрачивали способность делиться и становились непригодными для изучения. Как правило, этого времени было недостаточно для проведения на таких клеточных линиях полноценных исследований, в том числе экспериментов, требующих применения генетических технологий.
Ученые Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова создали долгоживущую культуру мезенхимных стромальных клеток, которая способна без изменения свойств пережить в 2–3 раза больше пересевов, чем аналогичные немодифицированные культуры. В качестве клеток-предшественниц авторы использовали мезенхимные стромальные клетки, выделенные из тканей человека и депонированные в биобанке Института регенеративной медицины МГУ имени М. В. Ломоносова. Исходно эти клетки могли пережить 8–10 пересевов.
Чтобы продлить срок жизни культуры, биологи искусственно удлинили в клетках теломеры — концевые участки хромосом, которые укорачиваются по мере деления и старения клетки. Для этого исследователи доставили в клетки ген, стимулирующий удлинение теломер. Это помогли сделать модифицированные вирусные частицы, лишенные способности размножаться. Они выполняли исключительно транспортную функцию, позволяя доставить нужный ген в клетку.
После этого ученые экспериментально оценили свойства полученной клеточной культуры, чтобы убедиться, что она действительно приобрела способность делиться дольше исходной. Эксперимент показал, что полученные мезенхимные стромальные клетки переживают не менее 17–25 пересевов. Новая культура вплоть до 25 пересева обладала всеми свойствами и функциональной активностью своей предшественницы: она могла превращаться в костную, жировую и хрящевую ткань, а также сохраняла высокую чувствительность к широкому спектру таких гормонов как серотонин, глутамат, норадреналин, паратиреоидный гормон и инсулин, вовлеченных в регуляцию активности этих клеток в организме. Полученная клеточная культура также сохраняла специфичные иммунные маркеры, отличающие один тип клеток от других, в точности как у клеток-предшественниц.
«За счет удлинения теломер клетки получили возможность делиться стабильнее, дольше и при этом сохраняли все свои свойства. Продление срока жизни клеточных культур позволяет использовать их для изучения роли мезенхимных стромальных клеток в процессах обновления и регенерации тканей, в том числе и с использованием генетических технологий. Такие исследования необходимы, чтобы найти способ ускорять восстановление тканей, а также лечить заболевания, возникающие при нарушениях регенерации — фиброз, трофические язвы и другие», — рассказал участник проекта Максим Карагяур, старший научный сотрудник Института регенеративной медицины МНОЦ МГУ.
Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда, опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
