Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) – наиболее привлекательный источник материала для регенеративной медицины, поскольку они способны дифференцироваться в любой тип клеток и возможно получение их в необходимых количествах. Но для безопасности и наибольшей эффективности использования ЭСК необходимо полностью контролировать процессы их пролиферации и направленной дифференцировки – это одна из главных целей исследователей, работающих в этой области.

Ученые из Mayo Clinic трансплантировали в поврежденное в результате инфаркта сердце эмбриональные стволовые клетки, запрограммированные на дифференцировку в кардиомиоциты. Наблюдалась регенерация миокарда без признаков формирования опухоли – а именно возможная туморогенность является одним из главных препятствий к использованию ЭСК в практической медицине.

В данном исследовании инфаркт миокарда моделировали на мышах. При трансплантации в поврежденное сердце ЭСК у большинства реципиентов формировались опухоли. Чтобы избежать этого, ученые добились предварительной дифференцировки ЭСК в сердечные клетки-предшественники – у таких клеток нет склонности к перерождению в опухолевые, что было показано при их трансплантации в сердце после инфаркта. Через два месяца после лечения наблюдалось улучшение функции сердца в среднем на 35%, причем ни у одной из мышей не было опухолей.

Для предотвращения связанного с трансплантацией ЭСК роста опухолей клетки были генетически модифицированы фактором некроза опухолей альфа (tumor necrosis factor alpha (TNFa)) – репрограммирующим геном белком, подавляющим экспрессию онкогенов и генов плюрипотентности. Повышенная экспрессия TNFa значительно увеличивает синтез примерно 15 различных белков, что в результате направляет дифференцировку ЭСК в сердечные клетки-предшественники.

Это первая работа, в которой описана методика выращивания из ЭСК ткани сердца без опасности возникновения опухолей. Материалы исследования опубликованы в февральском выпуске Journal of Experimental Medicine.

Ближайшая цель следующих экспериментов – получить таким же образом репрограммированые кардиопрогениторные клетки из человеческих ЭСК, которые можно было бы использовать для лечения болезней сердца.