Из человеческих стволовых клеток вырастили бьющееся мышиное сердце

Ученым из Школы медицины при Питтсбургском университете (США) впервые удалось добиться полного восстановления функций сердца мыши, все клетки которого были предварительно заменены человеческими мультипотентными стволовыми клетками - предшественниками клеток сердечно-сосудистой ткани. Достигнутые результаты, считают авторы, чья работа опубликована в журнале Nature Communications, обещают прорыв в регенеративной медицине.

Команда под руководством специалиста по биологии развития Лэй Яна (Lei Yang) сначала подвергло сердце мыши процессу децеллюляризации, создав тем самым бесклеточный матрикс из соединительной ткани, впервые заселив его затем человеческими мультипотентными стволовыми клетками - предшественниками клеток сердечно-сосудистой ткани (multipotential cardiovascular progenitor cells, MCP).

Для получения MCP был взят крошечный участок кожи человека, затем выделенные из него клетки-фибробласты были перепрограммированы в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, способные превратиться в клетки разной специализации. Добавление специфических факторов роста превратило их в MCP, способные дифференцироваться в три типа клеток сердечно-сосудистой ткани - кардиомиоциты, эндотелиоциты и клетки гладкой мускулатуры.

Спустя 20 дней после заселения бесклеточного матрикса MCP ткани мышиного сердца были не только полностью восстановлены, но и спонтанно начало сокращаться вновь, достигнув уровня 40 - 50 ударов в минуту. Для того, чтобы добиться достаточной силы сокращений для эффективной перекачки крови, а также восстановления электрической системы сердца, обеспечивающей правильный сердечный ритм, необходимы дальнейшие исследования.

Как отметил Ян, полученный результат показывает, что сердечный бесклеточный матрикс способен посылать руководящие сигналы MCP, заставляя эти клетки дифференцироваться именно таким образом, чтобы обеспечить сердечную функцию.

Авторы рассчитывают, что в будущем станет возможным, взяв биопсию кожи пациента, создать из ее клеток персонализированные MCP, которые затем, регенерировав на биологическом каркасе, создадут необходимое для трансплантации новое сердце. Эта модель также может быть использована для доклинических испытаний эффективности новых лекарств. В планах группы Яна также изучение возможности выращивания только части сердечной мышцы, которую затем можно будет использовать в качестве «заплатки» на поврежденной в результате инфаркта области сердца.