Фрагмент колонии эмбриональных стволовых клеток человека (справа) и мышиные фибробласты
Французские ученые ввели наночастицы железа в эмбриональные стволовые клетки мыши. Это позволило им при помощи магнита придать клеткам нужную структуру и даже повлиять на их дифференцировку.
Разработчики современных клеточных технологий возлагают большие надежды на стволовые клетки. Например, для получения клеток определенного типа можно использовать эмбриональные стволовые клетки, которые выделяют из зародышей на ранних стадиях. Затем, действуя на клетки химическими и механическими факторами, в них запускают дифференцировку, то есть заставляют приобрести свойства, характерные для нужного клеточного типа. Но при этом оказывается важно правильно расположить клетки в пространстве. В реальном эмбрионе клетки образуют трехмерную структуру. И если мы хотим имитировать процессы дифференцировки, происходящие в зародыше, то эту структуру нужно воссоздать. Особенно это касается соединительных тканей, в частности сердечной мышечной ткани.
Существует несколько технологий создания трехмерных структур из эмбриональных стволовых клеток. Это свободное выращивание (при этом клетки сами сползаются в группы), культивирование на искусственном трехмерном каркасе и культивирование в висячей капле. Последний метод в настоящее время является самым популярным, потому что не требует искусственных подложек (клетки в капле ограничены в пространстве, и им приходится сближаться) и позволяет лучше других имитировать реальную ситуацию в зародыше.
Группа ученых из Парижа разработала альтернативный метод культивирования клеток мыши, который позволяет не только выращивать клетки в условиях, близких к реальным, но и регулировать размер и форму структуры, которую они образуют. Исследователи добавили в культуру магнитные наночастицы железа, и клетки их поглотили. Затем, помещая под стекло, на котором растет культура, небольшой магнит, ученые заставили клетки сформировать шарообразные скопления. Через несколько дней магниты убрали, но сферические структуры остались неизменными — клетки успели установить друг с другом клеточные контакты.
В ряде экспериментов ученые подтвердили, что магнитные частицы не влияют на физиологию клеток, а экспрессия генов, характерных для стволовых клеток мыши, при этом сохраняется лучше, чем при культивировании в висячей капле. Сами же частицы постепенно утилизируются клеткой, но в течение недели распадаются лишь наполовину, что позволяет управлять клетками длительное время.
С помощью магнитов можно не только собирать структуры из клеток, но и растягивать их. Считается, что поверхностные натяжения являются важным фактором, влияющим на судьбу клеток в зародыше. Действуя двумя магнитами с разных сторон на культуру эмбриональных стволовых клеток мыши, исследователи смогли запустить в них дифференцировку в сердечную мышечную ткань. А ритмичное сжатие-растяжение с помощью магнитов, имитирующее сокращение развивающегося сердца, дополнительно усилило эффект.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Очень подробно по теме:
РЕГЕНЕРАТИВНАЯ МЕДИЦИНА, КЛЕТОЧНАЯ ТЕРАПИЯ
13.09.2017 Источник: chrdk.ru
