В статье в журнале Cell Stem Cell ученые из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса (США) добились того, что выращенные искусственно симпатические нервные клетки человека в сочетании с клетками мышцы сердца стимулируют сокращение сердца. Нервные клетки переродились из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS), взятых из кожи человека. Результаты работы помогут бороться с болезнями человека, которые вызваны симпатической нервной системой, говорится в сопровождающем выход статьи пресс-релизе.
Как пояснил пресс-службе руководитель работы Габсанг Ли (Gabsang Lee), его изначально захватил тот факт, что многие перспективные лекарства не проходят в итоге клинические исследования, потому что вызывают побочные эффекты нервной системы, приводящие к повышению кровяного давления. Ученый решил, понимание причины неудач позволит со временем определять, какие лекарства негативно повлияют на работу наших жизненно важных органов, просто тестируя их на лабораторных клетках.
Симпатические нервные клетки — это часть нервной системы, которая автоматически активирует и регулирует дыхание, сердцебиение, визуальный фокус, пищеварение и реакцию на страх. Эти клетки служат для связи мозга с глазами, кровяными тельцами и многими другими внутренними органами, причем, эти процессы редко контролируются сознанием. Дисфункция симпатической нервной системы может вызывать заболевания и расстройства, включая повышение давления и другие нехорошие состояния сердца.
Ли с коллегами начали с эмбриональных стволовых клеток и iPS, затем они модифицировали их геном, чтобы заставить светиться зеленым цветом при активировании некоторых мастер-генов. Так они узнали, что стволовые клетки стали симпатическими нервными клетками.
Подбирая химические условия, ученые нашли состояние, при котором стволовые клетки становятся симпатическими нервными клетками, пройдя через разные фазы созревания, подобными тем, через которые происходят клетки эмбриона. Они сравнили белки, которые вырабатывают эти клетки, и электрический ток, который они генерируют, чтобы определить схему рождения симпатических и других нервных клеток. На этом основании им удалось показать, что они реально вырастили именно симпатические нервные клетки.
Затем ученые попытались скрестить симпатические нервные клетки с клетками мышцы сердца от трех разных источников: новорожденной мыши, эмбриональных стволовых клеток мыши и человеческих клеток iPS. Им удалось это в отношении всех трех источников с некоторыми ограничениями. Ученые также проверяют, можно ли спарить искусственные нервные клетки с клетками кровяных телец и бурого жира, которые контролируются симпатической нервной системой и служат причиной ожирения, диабета и высокого давления.
По мнению авторов работы, эксперименты можно ставить и с нервными клетками, выращенными от пациентов с такими заболеваниями, чтобы изучить, как генетические ошибки у разных пациентов влияют на работу нервной системы.
Напомним, что в 2006 году индуцированные плюрипотентные стволовые клетки впервые получил профессор Шинья Яманака, директор Центра по исследованию и применению iPS-клеток Университета Киото. Он вырастил их из фибробластов мыши.
