Процесс зажигает сердечные клетки, полученные из стволовых клеток
                Схема процесса, в котором была создана линия стволовых клеток для производства сердечных клеток. Предоставлено: Penn State Лаборатория инженерии стволовых клеток человека.

По мнению исследователей из Penn State, был открыт более быстрый, более экономичный и точный метод исследования эффективности клеток сердечной мышцы, полученных из плюрипотентных стволовых клеток человека.
                                                                                       

Плюрипотентные стволовые клетки человека (hPSCs) — эмбриональные стволовые клетки человека и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки — могут индуцироваться для образования других типов клеток человека посредством дифференцировки стволовых клеток. Исследователи изучили клетки сердечной мышцы — кардиомиоциты (КМ) — в этом исследовании.

Цель состоит в том, чтобы использовать эти клетки для лечения сердечных заболеваний, но сначала исследователи должны определить функциональные возможности клетки с помощью характеристики, которая включает в себя изучение того, насколько хорошо клетки были модифицированы, и являются ли они зрелыми, функционирующими КМ. Явным признаком того, что клетки функционируют, является то, что они бьются, потому что КМ бьется, как сердце. Современные методы определения функциональности включают использование датчика силы, который изучает механику отдельной мышечной клетки, и использование визуализации кальция. Однако есть проблемы с этими методами.

«КМ, полученные из hPSC, имеют огромные перспективы для клеточной терапии сердечно-сосудистых заболеваний», — сказал Сяоцзюнь Лэнс Лиан, доцент кафедры биомедицинской инженерии и первичный исследователь проекта. «Тем не менее, современные методы определения характеристик CM вызывают нежелательные воздействия на функциональные возможности ячеек и являются дорогостоящими и отнимающими много времени».

Для борьбы с этими проблемами Лян и его коллеги разработали неинвазивный процесс, который с меньшей вероятностью отрицательно повлияет на функциональность CM. Исследователи использовали CRISPR-Cas9, инструмент для редактирования генома, для создания линии стволовых клеток-репортеров, указывающих на кальций, которая является типом линии стволовых клеток, которую легче анализировать на функциональность CM, чем другие линии стволовых клеток.

Для создания этой линии стволовых клеток до дифференцировки стволовых клеток в CM исследователи использовали CRISPR-Cas9 для введения в стволовые клетки белка-индикатора кальция под названием GCaMP6. Белок GCaMP6 позволяет клеткам стебля превращаться в КМ, которые могут быть непосредственно охарактеризованы по интенсивности флуоресценции. Интенсивность флуоресценции коррелирует с механическим напряжением, обнаруженным анализом видео микроскопа. Этот анализ показывает реакцию клеток на сердечные препараты.

«Наша система хорошо отлажена, рентабельна и очень чувствительна, поэтому это более продвинутый метод определения характеристик КМ», — говорит студент по биомедицинской инженерии Юцянь Цзян. «Поскольку он неинвазивен, он также намного лучше для CM и их функциональности».

И благодаря многочисленным преимуществам системы этот процесс может способствовать дальнейшему совершенствованию моделирования заболеваний и скрининга лекарств для лечения заболеваний сердца, сказал Лиан.

Заглядывая вперед, исследователи хотят сконструировать «включатель» для белка GCaMP6s, добавив доксициклин, который активирует белок переключения, известный как Tet-On.

Исследовательская группа также изучает возможность использования этой конкретной линии стволовых клеток, усиленной GCaMP6s, для других исследований.

«Мы также можем использовать эту линию стволовых клеток для визуализации других линий, таких как нейроны и астроциты», — сказал Цзян.

Исследование публикуется в iScience ./p>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *