Американские учёные обнаружили, что стволовые клетки из околоплодных вод — или амниотической жидкости — могут способствовать восстановлению сети кровеносных сосудов в тканях. Данная работа является прорывом в регенеративной медицине.
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.
"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.
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.
