28 сентября 2020, понедельник, 21:03
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Суставы из носа

Хрящевая ткань с хондроцитами
Хрящевая ткань с хондроцитами
MedCell at Yale

Новый метод клеточной терапии болезней суставов показал вызывающие оптимизм результаты на пилотной стадии клинических испытаний.

Гиалиновая хрящевая ткань выстилает внутреннюю поверхность суставов. Она должна снижать трение в суставе и амортизировать нагрузку. Ткань состоит из клеток хондроцитов. Хондроциты выделяют в суставную полость различные низкомолекулярные вещества, в том числе межклеточный матрикс, непосредственно снижающий трение в суставе и обладающий определенной механической жесткостью. Утрата хондроцитов из-за болезни (например, остеоартроза) приводит к воспалению и болезненности в суставе и без лечения заканчивается значительным снижением подвижности в пораженном суставе. Заболеваемость остеоартрозом значительно увеличивается с возрастом, в пожилом возрасте болеет около трети населения, болезнь сильно снижает качество жизни и может приводить к потере трудоспособности.

Хотя первые клинические испытания лечения поврежденного хряща с помощью траснплантации хондроцитов из неповрежденного хряща того же пациента прошли уже более 20 лет назад, существенных успехов до сих пор не достигнуто. Вероятнее всего, это связано с низкой способностью хондроцитов к делению. И вот теперь найден новый неожиданный источник хондроцитов с высокой способностью к делению. Они нашлись в носовой перегородке.

Дело в том, что у хондроцитов носовой перегородки и хондроцитов хряща совершенно разные судьбы во время развития организма.

После оплодотворения яйцеклетка начинает делиться. Сначала две клетки, потом четыре, потом восемь. На этой стадии все клетки еще совершенно одинаковые. Их даже можно механически разделить – тогда из них получится хоть восемь одинаковых эмбрионов, а затем восемь почти одинаковых взрослых организмов.

Потом клетки еще немного делятся, и образуется бластула – полый внутри шарик, поверхность которого состоит из всё еще примерно одинаковых клеток. Клетки бластулы – это еще эмбриональные стволовые клетки, они способны дифференцироваться в клетки любого типа. Когда ученые получают индуцированные плюрипотентные стволовые клетки – одним из доказательств успеха служит то, что при имплантации в бластулу такие клетки приживаются и участвуют в образовании нового организма наравне со всеми.

А вот дальше происходит гаструляция. Во время гаструляции клетки делятся на три зародышевых листка и приобретают уже свойства, характерные только для своего зародышевого листка. Если не перепрограммировать их специально, то сами по себе эти клетки могут превращаться уже в ограниченное число типов клеток. Из энтодермы образуется внутренний эпителиальный слой желудочно-кишечного тракта, печень и поджелудочная железа. Из мезодермы формируются мышцы, кровеносные сосуды, почки, а также костный и хрящевой скелет. Из нее же формируются хондроциты, живущие в суставах. А вот хондроциты носовой перегородки образуются из эктодермы. Как и нервная система, кожный эпителий, эпителий органов чувств, зубную эмаль и эпидермис.

Авторы работы обнаружили, что между хондроцитами носовой перегородки и хондроцитами из суставов есть принципиальная разница. Оказалось, что в хондроцитах суставов на значительном уровне синтезируются белки, кодируемые генами Hox. Гены Hox называются гомеозисными генами, из-за того, что мутации в них приводят к явлению, называемому гомеозисом. Гомеозис – это явление, при котором, например, конечности меняются местами или происходят еще какие-нибудь нарушения общего плана строения тела. Например, у дрозофилы мутации в гене Antennapedia приводят к тому, что ноги превращаются в антенны или на месте антенн вырастают ноги. Недавно был проведен эксперимент, в котором рыбам ввели гомеозисный ген мышей, отвечающий за развитие конечностей. В результате у рыб сформировались зачатки конечностей, пригодных для передвижения по суше. Гомеозисные гены выполняют очень важную функцию в организме: они отвечают за общий план строения всего тела. Поэтому они очень консервативны, по ходу эволюции увеличивается скорее их количество. Если заменить у мухи все ее гомеозисные гены на соответствующие гены курицы, развитие мухи проходит нормально.

Синтез белков, которые кодируют гомеозисные гены, свойствен полностью дифференцированным клеткам с невысоким пролиферативным потенциалом. И действительно, оказалось, что Hox-негативные хондроциты эктодермального происхождения обладают более высоким пролиферативным потенциалом, чем Hox-позитивные хондроциты мезодермального происхождения из суставов. Авторам работы удалось их размножить их в культуре и показать, что после имплантации в сустав в таких хондроцитах тоже начинается экспрессия генов Hox.

Хрящевая ткань сустава с имплантированными хондроцитами (K. Pelttari, B. Pippenger et al., Adult human neural crest–derived cells for articular cartilage repair. Sci. Transl. Med. 6, 251ra119 (2014).)

Доклинические испытания метода были проведены на козлах и показали неплохие результаты. В настоящий момент проходит пилотная стадия клинических испытаний. Испытания продолжаются 18 месяцев, в них участвует 7 пациентов.

Томограмма сустава до траснплантации хондроцитов и спустя четыре месяца (Pelttari, Pippenger et al. 2014)

Негативных побочных эффектов не обнаружено. Через четыре месяца после вмешательства на МРТ отмечались значимые улучшения. Авторы планируют опубликовать результаты испытаний в отдельной статье.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.