Хотя терапия сердечными стволовыми клетками является многообещающим методом лечения пациентов с сердечным приступом, направление клеток к месту травмы – и заставить их оставаться там – остается сложной задачей. В новом пилотном исследовании с использованием модели животных исследователь из Университета штата Северная Каролина Ке Ченг и его команда показывают, что "украшение" сердечные стволовые клетки с нанопузырьками тромбоцитов могут увеличить способность стволовых клеток находить и оставаться в месте повреждения сердечного приступа и повышать их эффективность в лечении.
"Тромбоциты могут оседать на месте травмы и оставаться там, и даже в некоторых случаях привлекать на это место собственные естественные стволовые клетки организма, но это палка о двух концах," говорит Ченг, адъюнкт-профессор ветеринарной медицины и адъюнкт-профессор Объединенного департамента биомедицинской инженерии штата Северная Каролина / UNC. "Это потому, что как только тромбоциты достигают места повреждения, они запускают процессы коагуляции, вызывающие свертывание крови. При сердечном приступе сгустки крови – это последнее, чего вы хотите."
Ченг и его коллеги задавались вопросом, можно ли кооптировать способность тромбоцитов обнаруживать место повреждения и прилипать к нему, не вызывая свертывания крови. Они обнаружили, что молекулы адгезии (группа гликопротеинов), расположенные на поверхности тромбоцитов, несут ответственность за их способность обнаруживать травмы и связываться с ними. Команда создала нанопузырьки тромбоцитов из этих молекул, а затем украсила поверхность сердечных стволовых клеток нанопузырьками,
"Нанопузырьки похожи на слой тромбоцитов," Ченг говорит. "Нет никаких внутренних клеточных механизмов, которые могли бы активировать свертывание крови. Когда вы помещаете нанопузырь на стволовую клетку, это все равно, что давать стволовой клетке крошечный GPS-навигатор, который помогает ей определить местонахождение травмы, чтобы она могла выполнять свои ремонтные работы без каких-либо побочных эффектов, связанных с живыми тромбоцитами."
В исследовании, подтверждающем концепцию, с участием модели инфаркта миокарда на крысах, в сердце сохранялось в два раза больше сердечных стволовых клеток, украшенных тромбоцитарными нанопузырьками, или PNV-CSC, чем сердечных стволовых клеток без декорирования. За грызунами наблюдали четыре недели. В целом, крысы в группе PNV-CSC продемонстрировали сердечную функцию почти на 20% или выше, чем в контрольной группе CSC.
Небольшое пилотное исследование на модели свиньи также продемонстрировало более высокие показатели удержания стволовых клеток с PNV-CSC, хотя команда не проводила функциональных исследований. Планируется дальнейшее исследование.
"Нанопузырьки тромбоцитов не влияют на работу сердечных стволовых клеток и не имеют побочных эффектов," Ченг говорит. "Надеюсь, мы сможем использовать этот подход для улучшения терапии сердечными стволовыми клетками в клинических испытаниях в будущем."
Работа опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.