Ученые объединили три прорывные технологии для лечения миодистрофии

Исследователи из Института сердца Лиллихея при Университете Миннесоты объединили генетическую коррекцию с перепрограммированием клеток для получения стволовых клеток, способных восстанавливать мышцы у мышей с моделью миодистрофии Дюшенна, сообщает EurekAlert!.

Результаты экспериментов опубликованы в Nature Communications и доказывают действенность подхода, объединяющего метод получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток с генетической модификацией для терапии миодистрофий.  Для достижения лечебного эффекта ученые применили три прорывные технологии.

Во-первых, авторы перепрограммировали клетки кожи в плюрипотентные клетки, способные дифференцироваться в организме в зрелые клетки разных типов. Исходным материалом в этой работе служили клетки кожи мышей, несущих мутации по генам белков дистрофина и утрофина, которые приводят к развитию тяжелой мышечной дистрофии у грызунов, сходной с состоянием пациентов с миодистрофией Дюшенна.

На следующем этапе работы был использован «инструмент» генной инженерии, разработанный у Университете Миннесоты: это транспозон под названием Спящая Красавица, это маленький фрагмент ДНК, способный внедряться в геном организма вместе с присоединенным к нему целевым геном. О внедрении свидетельствует флуоресценция, которую обеспечивает еще один посаженный на транспозон ген, этот эффект и дал транспозону сказочное название. В описываемых экспериментах  транспозон обеспечивал плюрипотентные клетки, подлежащие превращению в мышечные, недостающим геном утрофина.  Подобно дистрофину, человеческий утрофин поддерживает мышечные волокна и предупреждает их от повреждения.

Наконец, на третьем этапе исследования был применен метод получения стволовых клеток-предшественников клеток скелетной мускулатуры из плюрипотентных клеток, разработанный в лаборатории ведущего автора публикации Риты Перлингейро (Rita Perlingeiro). Импульсом к специализации в клетки мышечной ткани для плюрипотентных клеток в данном случае является белок Pax3, характерный для миобластов, эмбриональных клеток-предшественников мышечной ткани. Индуцированные этим белком стволовые клетки трансплантировались тому же мутантному животному, у которого были взяты клетки кожи для перепрограммирования.

«Мы убедились в том, что новообразованные мышечные волокна вырабатывали белки, защищающие их от повреждения, в частности, уротрофин», — говорит Рита Перлингейро. Далее экспериментаторы повреждали мышцы, образовавшиеся из трансплантированного материала, и наблюдали их самовосстановление, что было расценено как доказательство обеспечения модельных грызунов функциональными клетками-предшественниками мышечной ткани.