Стволовые клетки из околоплодной жидкости помогли вырастить новые сосуды

Снимок искусственно выращенной сосудистой ткани из амниотических клеток под микроскопом

Снимок искусственно выращенной сосудистой ткани из амниотических клеток под микроскопом
(фото Jacot Lab/Rice University).

Гидрогель с АСК спровоцировал рост здоровых сосудов. Синим обозначены клеточные ядра, красным ≈ эндотелиальные клетки, а зелёным ≈ клетки гладкой мускулатуры

Гидрогель с АСК спровоцировал рост здоровых сосудов. Синим обозначены клеточные ядра, красным ≈ эндотелиальные клетки, а зелёным ≈ клетки гладкой мускулатуры
(фото Jacot Lab/Rice University).

Ведущий автор исследования Джеффри Джейкот за работой в своей лаборатории

Ведущий автор исследования Джеффри Джейкот за работой в своей лаборатории
(фото Jeff Fitlow/Rice University).

Снимок искусственно выращенной сосудистой ткани из амниотических клеток под микроскопом
Гидрогель с АСК спровоцировал рост здоровых сосудов. Синим обозначены клеточные ядра, красным ≈ эндотелиальные клетки, а зелёным ≈ клетки гладкой мускулатуры
Ведущий автор исследования Джеффри Джейкот за работой в своей лаборатории

Медики из университета Райса и Техасской детской больницы продемонстрировали способность амниотических стволовых клеток (АСК) — то есть клеток, взятых из околоплодных вод— способствовать росту работающих кровеносных сосудов. В сочетании с технологией выращивания тканей на гидрогелевом каркасе новая методика может стать настоящим прорывом в регенеративной медицине.

Ведущий автор исследования биоинженер Джеффри Джейкот (Jeffrey Jacot) из университета Райса и его коллеги выпустили статью в издании Journal of Biomedical Materials Research Part A. Учёные написали в ней, что гидрогель в качестве строительных лесов в сочетании с амниотическими стволовыми клетками позволяют "провести" кровеносные сосуды к новым тканям организма и обеспечить нормальный кровоток и устранение ненужных более отходов метаболических процессов.

В рамках своего исследования Джейкот и его команда изучали возможность использования клеток амниотической жидкости беременных женщин для лечения детей, родившихся с врождёнными пороками сердца. По словам учёных, АСК представляют собой большую ценность из-за их способности дифференцироваться во многие другие типы клеток, в том числе эндотелиальные клетки, которые формируют кровеносные сосуды.

Гидрогель с АСК спровоцировал рост здоровых сосудов. Синим обозначены клеточные ядра, красным ≈ эндотелиальные клетки, а зелёным ≈ клетки гладкой мускулатуры
(фото Jacot Lab/Rice University).

"Главное достижение нашего исследования заключается в том, что мы вырастили в лабораторных условиях ткань, созданную полностью из клеток амниотической жидкости. Это означает, что для подобных экспериментов хватает исключительно тех стволовых клеток, которые мы получаем из околоплодных вод", — рассказывает Джейкот в пресс-релизе университета Райса.

В своём эксперименте учёные создали особый тип гидрогеля, который по многим своим свойствам превосходит уже существующие аналоги. Для этого Джейкот использовал фибрин— особый биополимер, способствующий свертыванию крови, заживлению ран и росту новых сосудов в органах и тканях. Это вещество уже широко используется в биомедицине для построения каркасов, однако оно отличается низкой механической жёсткостью и быстрым разложением, что делает его не самым лучшим материалом для выращивания новых биологических структур.

"Чтобы обойти эту проблему, мы решили добавить к фибрину полиэтиленгликоль и в результате получили гораздо более прочный и долговечный гидрогель", — говорит Джейкот.

Ведущий автор исследования Джеффри Джейкот за работой в своей лаборатории
(фото Jeff Fitlow/Rice University).

Чтобы ускорить превращение стволовых клеток в эндотелиальные исследователи использовали васкулярный эндотелиальный фактор роста. В то же время фибрин поспособствовал проникновению природной сосудистой ткани из соседних систем организма.

Эксперимент проводился на мышах. Подопытных разделили на две группы, где одним — контрольной группе — ввели гидрогель, состоящий исключительно из фибрина, а другим — гидрогель из фибрина и полиэтиленгликоля в сочетании с амниотическими стволовыми клетками. У первых был замечен только рост фибриллярных структур, тогда как представители основной группы получили куда более здоровую сосудистую сеть.

Джейкот и его команда надеются, что в ближайшем будущем разработанная в его лаборатории технология поможет создавать биологически совместимые имплантаты из сосудистой ткани для младенцев, рождённых с дефектами и пороками сердца. Но до того исследователям предстоит провести ещё много сложных экспериментов.