Группа исследователей из Казахстана, результаты работы которой опубликованы в последнем номере журнала «Клеточная Трансплантология и Тканевая Инженерия», первой нашла ответы на эти вопросы, проведя серию экспериментов на модели мелкоочагового инфаркта миокарда у крыс. В качестве клеточного материала для трансплантации животным авторы выбрали клетки костного мозга, положительные по маркеру CD117. CD117⁺ популяция клеток включает в себя как гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), так и клетки-предшественницы эндотелиоцитов, ответственные за формирование капилляров. Из более ранних работ известно, что CD117⁺ клетки способны мигрировать из костного мозга в очаг повреждения сердечной мышцы и принимать участие в процессах регенерации.

       В основу своей работы ученые заложили несколько методических принципов:

     1. использование «очищенных» CD117⁺ клеток, что было достигнуто с помощью иммуномагнитной сепарации;

     2. стимуляция на клетках экспрессии рецептора CXCR4 к хемокину SDF-1, усиливающего миграцию клеток в зону повреждения;

     3. стимуляция продукции клетками  ростового фактора TGFβ, оказывающего стимулирующий эффект на рост капилляров.

     Перед трансплантацией клетки в течение  трех суток культивировали в присутствии  различных цитокинов, предположительно участвующих в активации ГСК: IFNγ (интерфрон-гамма), IL-2 (интерлейкин-2), IL-3 (интерлейкин-3) и G-CSF (гранулоцитарный колониестимулирующий фактор). Оказалось, что только IL-3 способен стимулировать экспрессию на ГСК рецептора CXCR4, а также продукцию клетками TGFβ.

     Затем была проведена серия экспериментов  на крысах с инфарктом миокарда. Животные были разделены на три группы: первой группе вводили стерильный физиологический раствор, второй – не стимулированные CD117+ ГСК, и третьей – ГСК, культивированные в присутствии IL-3. Анализ результатов провели на 12-е и 21-е сутки. Было показано, что нестимулированные CD117⁺ ГСК оказывают значимый положительный эффект на восстановление миокарда в зоне повреждения, а также стимулируют образование в этой зоне немногочисленных тонкостенных капилляров. Стимулированные CD117⁺ ГСК вызывали значительно более ярко выраженные положительные эффекты, активируя образование в поврежденной зоне микрососудов, а также вызывая появление в ней большого количества макрофагов, поглощающих фрагменты разрушенных клеток и способствующих ремоделированию поврежденной мышцы.

     На  данный момент эта весьма доказательная  работа является первым свидетельством перспективности новых подходов по стимуляции регенеративно-индукционных свойств гемопоэтических стволовых клеток костного мозга. Использование предварительно стимулированных in vitro ГСК в коррекции последствий острого инфаркта миокарда – новая многообещающая область применения этого типа стволовых клеток. 

По материалам:

Беляев Н.Н., Рысулы М.Р., Исабекова А.С. и др. Влияние IL-3 на регенеративно-индукционную активность гемопоэтических стволовых клеток костного мозга при экспериментальном инфаркте миокарда. Клеточная Трансплантология и Тканевая Инженерия 2009; 4: 50-5.