Трансформации эмбриональных стволовых клеток и их индуцированных плюрипотентных аналогов в потенциально безграничные запасы новой сердечной ткани препятствует отсутствие согласованности от одной линии стволовых клеток к другой, а также плохое понимание процесса дифференцировки. Теперь ученые A * STAR показали, что ключ к эффективному производству сердечных клеток заключается в синхронизации индукции дифференцировки с клеточным циклом исходного плюрипотентного материала.
Хотя широко используемый протокол для создания сердечной мышцы, кажется, лучше работает с некоторыми линиями стволовых клеток, чем с другими, Стив О и его коллеги из Института биотехнологических технологий A * STAR обнаружили, что этот стандартный метод можно заставить работать со всеми стволовыми клетками с высоким уровнем эффективность, если клетки сначала культивируют при оптимальной плотности и на стадиях клеточного цикла перед сердечной индукцией.
"Специалист в области биопроцессов стволовых клеток, однажды поняв, что нужно контролировать, может эффективно дифференцировать любую линию плюрипотентных стволовых клеток," О, говорит. "Когда вы начнете дифференцировку, у вас должны быть активно вращающиеся клетки – тогда эффективность возрастет."
Обнаружение этих уроков потребовало от О и его команды систематических попыток дифференцировать пять линий плюрипотентных стволовых клеток в ткани сердечной мышцы. Исследователи варьировали условия культивирования и вводили лекарство, которое направляет клетки по сердечной линии. Они обнаружили, что клетки, выросшие в менее тесной среде и на стадиях репликации ДНК или активного деления цикла, положительно реагировали на молекулу лекарства и приняли профиль сердца. Для сравнения, те линии с плотными скоплениями клеток в самой ранней фазе покоя цикла имели тенденцию отмирать в ответ на лекарственное лечение.
Отдельные линии стволовых клеток не привязаны к определенным ритмам. И, изменив условия культивирования или время и дозу препарата-индуктора, исследователям удалось разработать протоколы, которые надежно работали для каждой из пяти линий.
Результаты, говорит О, указывают на необходимость для ученых отрегулировать свои методы дифференцировки на основе уникальных профилей клеточного цикла их линий стволовых клеток, если они хотят получить стабильные высококачественные клетки сердечной мышцы таким образом с эффективным урожай. Их результаты могут облегчить исследователям изучение развития человеческого сердца в лабораторных условиях, открытие новых методов лечения сердечных заболеваний и, в конечном итоге, разработку новых регенеративных методов лечения людей с опасными для жизни проблемами сердца.