Оказание помощи регенерации клеток крови после лучевой терапии; Метод повышает дифференцировку стволовых клеток в зрелые типы клеток крови, может помочь лейкемии и лимфомы пациентов.

У пациентов с раком крови, таких как лейкоз и лимфомы часто лечат путем облучения их костный мозг, чтобы разрушить больные клетки. После лечения, пациенты уязвимы к инфекции и усталости, пока новые кровяные клетки не отрастают.

Исследователи MIT теперь придумали способ, чтобы помочь кровяные клетки регенерируют быстрее. Их метод включает в себя стимулируя определенный тип стволовых клеток секретируют факторы роста, которые помогают клеткам-предшественникам дифференцируются в зрелые клетки крови.

Используя метод, известный как mechanopriming, Исследователи выросли мезенхимальные стволовые клетки (MSCs) на поверхности, механические свойства очень похож на костный мозг. Это побудило клетки производить специальные факторы, которые помогают гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток (HSPCs) дифференцируюсь в красные и белые кровяные клетки, а также тромбоциты и другие клетки крови.

«Вы можете думать об этом, как вы пытаетесь вырастить растение,«Говорит Krystyn Van Vliet, Майкл и Sonja Кернер профессор материаловедения и инженерии, профессор биологической инженерии, и заместитель проректора. «В MSCs приходят и улучшения почвы, так что клетки-предшественники могут начать пролиферирующих и дифференцироваться в клетки крови родословных, что вам нужно, чтобы выжить.»

В исследовании мышей, исследователи показали, что специально выращенные MSCs помогли животным восстановиться гораздо быстрее, из костного мозга облучения.

Van Vliet является старшим автором исследования, который появляется в октябре. 24 выпуск журнала Исследования стволовых клеток и терапии. Ведущий автор газеты является недавним получателем MIT доктора Фрэнсиса Лю. Другие авторы сингапурской MIT Альянс по исследованиям и технологиям (УМНЫЙ) постдоктор Kimberley Tam, Недавний получатель MIT кандидат Novalia Pishesha, и бывший SMART постдоктор Чжиюн Пун, в настоящее время в Сингапуре General Hospital.

Клеточные фабрики наркотиков

МСК производятся по всему телу и могут дифференцироваться в различные ткани, в том числе кости, хрящ, мускул, и жир. Они могут также выделяют белки, которые помогают другие типы стволовых клеток дифференцироваться в зрелые клетки.

«Они действуют как фабрики наркотиков,«Van Vliet говорит. «Они могут стать клетками линии преемственности ткани, но они также откачивать много факторов, которые изменяют окружающую среду, что гемопоэтические стволовые клетки работают в «.

Когда больные раком получают трансплантации стволовых клеток, они обычно получают только HPSCs, которые могут стать клетками крови. Команда Van Vliet показал, ранее, что, когда мыши также приведены MSCs, они выздоравливают быстрее. тем не мение, в данной популяции ПКЦ, как правило, только о 20 проценты производят факторы, которые необходимы, чтобы стимулировать рост клеток крови и восстановление костного мозга.

«Слева свои устройства в современных условиях культуры внедренных, MSCs становятся гетерогенными, и все они выражают различные факторы,«Van Vliet говорит.

В более раннем исследовании, Van Vliet и ее SMART коллеги показали, что она может сортировать MSCs со специальным микрофлюидальным устройством, которое может идентифицировать 20 проценты, которые способствуют росту клеток крови. тем не мение, она и ее студенты хотели улучшить, что, найдя способ стимулировать всю популяцию ЦОГО для получения необходимых факторов.

Для того, чтобы сделать это, они сначала должны были выяснить, какие факторы являются наиболее важными. Они показали, что в то время как многие факторы способствуют дифференциации клеток крови, секреция белка, названного остеопонтина в значительной степени коррелирует с более высоким коэффициентом выживаемости у мышей, получавших ПКЦ.

Затем исследователи изучили идею «mechanopriming» клетки так, что они будут производить больше необходимых факторов. За прошедшие десять дней, Van Vliet и другие исследователи показали, что изменение механических свойств поверхностей, на которых стволовые клетки выращены может влиять на их дифференцировку в зрелые типы клеток. тем не мение, в этом исследовании, в первый раз, она показала, что механические свойства могут также влиять на факторы, стволовые клетки секретируют перед совершением конкретной клеточной ткани линии.

Обычно, стволовые клетки удалены из организма выращивают на плоском листе стекла или жесткого пластика. Команда MIT решила попробовать выращивать клетки на полимер под названием PDMS и варьировать свои механические свойства, чтобы увидеть, как это будет влиять на клетки. Они разработаны материалы, которые различались как в их жесткости и их вязкости, которая является мерой того, насколько быстро материал растягивается, когда приложенное напряжение.

Исследователи обнаружили, что МСК, выращенный на материалах с механическими свойствами, что наиболее близкими из костного мозга получает наибольшее количество факторов, необходимых для побуждения HPSPCs дифференцироваться в зрелые клетки крови.

Лучше восстановление

Затем исследователи протестировали их специально выращиваемых MSCs внедряя их в мышей, которые были облучены их костный мозг. Несмотря на то, что они не имплантировать никакого HSPCs, это лечение быстро заселили клетки крови животных и помогли им восстановить более быстро, чем у мышей, получавших ЦКМ, выращенных на традиционных стеклянных поверхностей. Кроме того, они восстановлены быстрее, чем у мышей, обработанная с фактором продуцирующих ЦКМИ, которые были выбраны с помощью устройства микрофлюидальной сортировки.

«Исследования мышиные модели лучевой терапии обычно используются для уничтожения раковых клеток в клинике. тем не мение, эти методы являются очень разрушительными, а также разрушают здоровые клетки, а также,»Лю говорит. «Наш mechanoprimed MSCs может помочь лучше поддерживать и восстанавливать эти здоровые клетки костного мозга быстрее в этих мышиных моделях, и мы надеемся, что одни и те же результаты будут переводить для человека «.

«Иллюстрируя как mechanopriming мезенхимальных стволовых клеток может быть использовано для улучшения на восстановление гемопоэза имеет огромное медицинское значение,»Говорит Viola Vogel, председатель Департамента здравоохранения науки в технологии в ETH Zurich, который не принимал участия в исследовании. «Это также проливает свет на том, как использовать свой подход, возможно, воспользоваться другими субпопуляции клеток для терапевтического применения в будущем.»

лаборатории Van Vliet в настоящее время выполняют больше исследований на животных в надежде на разработку комбинированного лечения ЦКХ и HSPCs, которые могут быть проверены на людях.

«Вы не можете выжить с количеством клеток крови низки очень долго," она сказала. «Если вы в состоянии получить Вашу подсчет полных клеток крови до нормального уровня быстрее, у вас есть гораздо лучший прогноз для скорости восстановления «.

Исследователи также надеются изучить, может ли mechanopriming побудить MSCs производить различные факторы, которые стимулировали бы развитие дополнительных типов клеток, которые могут быть полезны для лечения других заболеваний.

«Вы можете себе представить, что за счет изменения их среды культуры, в том числе их механической среды, МСК может быть использован для введения целевых несколько других заболеваний,»Таких как болезнь Паркинсона, ревматоидный артрит, и другие, Van Vliet говорит.

Исследование финансировалось BioSystems и микромеханики междисциплинарной исследовательской группой в Сингапуре MIT Альянс по исследованиям и технологиям в (УМНЫЙ), через Национальный исследовательский фонд Сингапура, и Национальный институт здоровья.

Источник:

HTTP://news.mit.edu, Энн Трэфтону