Ученые из Института сердца Лиллехея (Lillehei Heart Institute) Университета Миннесоты (University of Minnesota, U of M), США, добились выдающегося успеха в лечении мышечной дистрофии у мышей, используя человеческие мышечные клетки-предшественники, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.

Исследование, опубликованное в журнале Cell Stem Cell, описывает стратегию получения быстро делящейся популяции человеческих скелетных миогенных клеток-предшественников (клеток, образующих мышцы), полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых (iPS) клеток. iPS-клетки обладают всем потенциалом эмбриональных стволовых (ES) клеток, но получаются путем перепрограммирования клеток кожи (фибробластов). Они могут быть специфичны для пациента, что снижает вероятность их иммунного отторжения, и не повышают накала страстей вокруг этических вопросов, связанных с необходимостью убийства человеческих эмбрионов.

Это первая демонстрация эффективности лечения мышечной дистрофии человеческими стволовыми клетками.

По словам ученых (кстати, первыми использовавших для лечения мышечной дистрофии и мышиные эмбриональные клетки), существует значительное отставание в переводе результатов исследований с использованием мышиных стволовых клеток в терапевтически значимые работы, основанные на человеческих стволовых клетках. Это отставание существенно ограничивает развитие методов клеточной терапии и задерживает проведение их клинических испытаний.

Последнее исследование американских ученых доказывает состоятельность концепции лечения мышечной дистрофии человеческими iPS-клетками, подготавливая почву для будущих клинических методов.

«Одним из самых больших препятствий на пути развития клеточной терапии нервно-мышечных расстройств, таких как мышечная дистрофия, было получение достаточных для достижения терапевтически эффективного ответа количеств мышечных клеток-предшественников», – объясняет руководитель исследования адъюнкт-профессор медицины Рита Перлингейро (RitaPerlingeiro), PhD. «Наши результаты показывают, что получение пригодных для трансплантации стволовых клеток скелетных мышц из человеческих плюрипотентных стволовых клеток действительно возможно и создает основу для развития клинически значимого лечебного подхода».

Человеческие клетки-предшественники скелетных мышц обеспечили экстенсивную и долгосрочную регенерацию мышц мышей, страдающих мышечной дистрофией, и улучшение их функции.

Для достижения этих результатов ученые генетически модифицировали две хорошо изученные линии человеческих iPS-клеток и линию человеческих эмбриональных стволовых клеток геном PAX7. Это позволило им регулировать уровни белка Pax7, необходимого для регенерации скелетной мышечной ткани после ее повреждения. Исследователи установили, что такая регуляция стимулирует дифференциацию наивных ES и iPS-клеток в клетки, образующие мышцы. Таким образом, ген PAX7 – введенный точно в нужное время – помог определить судьбу человеческих ES и iPS клеток, «подтолкнув» их к дифференциации в мышечные клетки-предшественники.

Как только исследователям удалось точно определить оптимальные сроки дифференциации, клетки стали полностью пригодны для возобновления роста мышц, необходимого для лечения таких заболеваний, как мышечная дистрофия. Более того, Pax7-индуцированные клетки-предшественники оказались гораздо более эффективны в улучшении функции мышц, чем человеческие миобласты, которые, как показали уже проведенные клинические испытания, не сохраняются после трансплантации.

По словам Джона Вагнера (John Wagner), MD, научного директора по клиническим исследованиям Института стволовых клеток (Stem Cell Institute) U of M, эта работа является феноменальным прорывом.

«Доктору Перлингейро и ее коллегам удалось преодолеть одно из самых значительных препятствий на пути к лечению стволовыми клетками детей с разрушительными и опасными для жизни мышечными дистрофиями».

По мнению доктора Перлингейро, прежде чем переходить к клиническим испытаниям, необходимо исследовать альтернативные методы введения PAX7. Их метод доставки белка Pax7 состоит в генетической модификации клеток вирусами, а так как вирусы иногда вызывают мутации, клинические испытания достаточно рискованны. Но исследователи поставили перед собой задачу – разработать безопасный и эффективный протокол, – и сейчас активно занимаются тестированием альтернативных методов доставки гена.

Аннотация к статье

Human ES- and iPS-Derived Myogenic Progenitors Restore DYSTROPHIN and Improve Contractility upon Transplantation in Dystrophic Mice