Ученые научились превращать клетки соединительной ткани в кардиомиоциты

Исследователи университета Мичигана, работающие под руководством доктора Эндрю Патнэма (Andrew Putnam), превратили фибробласты в колонии сокращающихся клеток сердечной мышцы. Фибробласты являются основным компонентом рубцов, остающихся в ткани сердца после инфаркта миокарда, поэтому полученные результаты вселяют надежду на возможность восстановления подобных повреждений.

Авторы считают, что более ранние попытки превращения клеток соединительной ткани в кардиомиоциты не были успешными по той причине, что исследователи не учитывали влияние условий окружающей среды на процесс дифференцировки клеток.

Чтобы исправить это упущение, они решили изучить влияние на данный процесс плотности среды культивирования клеток. Выделенные из мышиных эмбрионов фибробласты, инфицированные вирусным вектором-носителем генов, необходимых для возвращения клеток в плюрипотентное состояние, культивировали на гелеобразных средах разной плотности. В качестве сравниваемых сред использовали коммерчески доступный мягкий гидрогель, фибриновый гель средней плотности, содержащий белки свертывающей системы крови, плотный коллагеновый гель, в состав которого входят белки внеклеточного матрикса соединительной ткани, и различные комбинации двух последних субстратов.

Благодаря введению соответствующих генов фибробласты трансформировались в клетки-предшественники, обладающие свойствами стволовых клеток. Эта стадия, пропускаемая при прямом репрограммировании клеток, обеспечивает активное деление клеток и рост колоний.

Через семь дней исследователи добавили в среду культивирования белок, стимулирующий дифференцировку клеток в кардиомиоциты. Еще несколько дней спустя некоторые колонии начали спонтанно сокращаться, что свидетельствовало об успешной трансформации входящих в них клеток.

Наиболее успешная дифференцировка (до 50% от общего числа) была характерна для колоний, культивируемых на фибриновом геле и геле, содержащем смесь фибрина и коллагена.

Исследователям еще предстоит выяснить, какие свойства фибрина обеспечивают его преимущества в данной ситуации. Тогда как в условиях постоянного натяжения большинство материалов растягиваются и размягчаются, фибрин, напротив, приобретает дополнительную прочность. Вполне возможно, что это свойство фибрина может быть ответом на возникший вопрос.

На современном этапе развития науки от возможности восстановления постинфарктных очагов путем репрограммирования клеток рубцовой ткани в кардиомиоциты нас отделяет огромная пропасть. Однако авторы считают, что они уже сделали первый шаг на пути к ее преодолению.