Исследование потенциала превращения жировых клеток в клетки костной ткани
19.10.2016
Ученые уже много лет исследуют стволовые клетки с целью применения их для лечения различных заболеваний, в том числе остеопороза. Один из этапов работы в данном направлении - наблюдение и контроль за процессом трансформации стволовых клеток.
В настоящее время, используя установленный научный метод, исследователи из Университета Миссури могут наблюдать, как стволовые человеческие жировые клетки превращаются в клетки костной ткани. Мониторинг за изменением стволовых клеток, по мнению ученых, даст возможность в будущем бороться с остеопорозом у пожилых женщин.
Стволовые клетки и терапия на их основе имеют огромные перспективы в лечении различных заболеваний и травм. Однако ученым необходимо еще многое узнать о том, как эти клетки растут и превращаются в нужные виды тканей. Очень важно иметь возможность наблюдать за этим процессом и контролировать его, не вмешиваясь в ход событий. Поэтому команда ученых решила проанализировать и изучить новый подход к мониторингу стволовых клеток и проследить за тем, как они превращаются в различные ткани. Получения информация в дальнейшем может быть полезной для разработки методов лечения болезней с использованием стволовых клеток.
Для отслеживания преобразования клеток команда применяла электрическую импедансную спектроскопию (ЭИС) клеточного субстрата. В настоящее время метод используется, чтобы контролировать, как клетки реагируют на препараты, и оценить, как ведут себя клеточные стенки или функции клеточных барьеров. Целью команды было изучение стимулированного процесса преобразования стволовых клеток, полученных из человеческого жира, или клеток жировой ткани человека в клетки костной ткани.
Команда изучала стволовые клетки из жировой ткани человека, полученные от молодых людей (в возрасте 24-36 лет), лиц среднего возраста (в возрасте 48-55 лет) и пожилых участников (от 60 лет до 81 года). Команда использовала ЭИС, чтобы выполнить сложные анализ о процессах роста и этапах дифференцировки стволовых клеток жировой ткани в клетки костной ткани. Было обнаружено, что клетки пожилых участников трансформировались быстрее. Тем не менее, у клеток, взятых от молодых участников, отмечалось более массовое превращение в клетки костной ткани, которые секретируют больше кальция в долгосрочной перспективе.
Это первое исследование, в котором использовалась электрическая импедансная спектроскопия для прогнозирования и мониторинга потенциала превращения жировых клеток в клетки костной ткани. Результаты показывают, что данный метод может быть использован для выявления остеогенного потенциала стволовых клеток жировой ткани и отслеживания этапов остеогенной дифференцировки для контроля ее качества. Также эта методика поможет подобрать лучших доноров стволовых клеток. Кроме того, технология в будущем может применяться для контроля над производством костных клеток из стволовых клеток жировой ткани.
Наночастицы могут остановить разрушение хряща суставов
18.10.2016
Остеоартроз является широко распространенным заболеванием, значительно снижающим качество жизни пациентов. Только в США эта патология затрагивает не менее 27 млн. человек. При этом примерно в 12% случаев речь идет об остеоартрите, который развился после травм суставов.
Обезболивающие и противовоспалительные препараты помогают уменьшить боль, но они не останавливают разрушение хряща. Следовательно, с течением времени боли и связанные с заболеванием симптомы только нарастают.
Исследователи из Вашингтонского университета Медицинской школы в Сент-Луисе провели опыты на лабораторных мышах. Эксперимент показал, что инъекционное введение наночастиц в травмированный сустав способно не только подавить воспаление сразу после травмы, но и уменьшить разрушение хряща в будущем. Результаты работы опубликованы он-лайн в Трудах Национальной академии наук.
Старший автор исследования К. Фам, доктор медицинских наук, сообщает, что пациентов с остеоартритом много, но они не получают лечения, направленного на то, чтобы остановить развитие заболевания. При симптоматическом лечении эффект достигается кратковременный. Так, при введении стероидного противовоспалительного препарата в сустав он остается там лишь несколько часов, а затем вымывается. Наночастицы, которые использовали ученые в рамках данного эксперимента, способны оставаться в суставе дольше. Лечебное действие наночастиц заключается в том, чтобы предотвратить дегенерацию хряща.
Часто пациенты с остеоартритом в прошлом переносили травмы суставов, в их числе разрыв мениска, повреждения передней крестообразной связки в колене. Такие травмы случаются, например, при падении, ДТП. Травма инициирует развитие хронического долговременного воспаления. Чтобы снизить болевые ощущения, пациенты, принимают широко распространенные обезболивающие и противовоспалительные средства, такие как парацетамол и ибупрофен. Если эти лекарства не помогают, а боль становится сильнее, приходится использовать инъекции стероидов, которые кратковременно облегчают боль. Однако все эти средства не помогают остановить разрушение сустава.
В настоящем исследовании ученые вводили наночастицы вскоре после травмы и в течение 24 после. Целью такого лечения было остановить воспаление в суставе. Наночастицы действовали подобно инъекции стероидов, однако в отличие от них, частицы оставались в хрящевых клетках суставов в течение нескольких недель.
В исследовании использовались наночастицы, размер которых был в 10 раз меньше размера красных кровяных телец. Эта особенность помогала частицам проникать глубоко в ткани. Частицы несут в себе пептид, полученный из природного белка «мелиттина». Данный белок был изменен, чтобы получить возможность связываться с молекулой – малой интерферирующей РНК (миРНК). Тем самым милеттин поставляет миРНК в поврежденный сустав, препятствуя воспалению в его клетках.
Пептиды в форме наночастиц исследователи вводили непосредственно в сустав. Благодаря своему малому размеру, частицы легко проникали в хрящ и далее в поврежденные клетки. Ранее ученые также проводили исследование с этими частицами, которые доставлялись в пострадавшие ткани через кровоток. В том исследовании было показано, что частицы подавляют воспаление в модели ревматоидного артрита. В данном исследовании наночастицы вводили локально в пораженный сустав, что и давало возможность проникнуть лекарству непосредственно в хрящ.
Наночастицы вводились вскоре после травмы, чтобы предотвратить разрушение хряща, которое в конечном итоге приводит к остеоартриту. Однако ученым только предстоит узнать, является ли такая стратегия эффективной, т.е. поможет ли она предотвратить развитие остеоартрита через годы после получения травмы и при тяжелых повреждениях суставного хряща. Тем не менее, полученные данные говорят о том, что наночастицы при введении в пострадавший сустав вскоре после травмы, помогают сохранить жизнеспособность хряща и предотвратить прогрессирование остеоартроза.
Воспалительные молекулы не только вызывают воспаление в суставе непосредственно после травмы, но также несут ответственность за воспалительные процессы в запущенных случаях остеоартрита. Таким образом, ученые предполагают, что наночастицы могут быть полезны и для пациентов, у которых уже есть артрит. В настоящее время исследователи планируют проведение экспериментов для проверки этой идеи.
Мужчинам, страдающим от рака предстательной железы (РПЖ), требуется в два раза меньшее по продолжительности облучение, которое избавит их от тяжелых побочных эффектов. К такому выводу пришли ученые из Института исследований рака (Великобритания). Результаты исследований были представлены в издании The Lancet Oncology.
Повышенные дозы облучения в течение короткого периода времени столь же эффективны при терапии РПЖ, как популярная и активно применяющаяся более продолжительная терапия.
В исследовании, которое длилось 14 лет, приняли участие свыше 3,2 тыс. пациентов с РПЖ, и ученые сравнили традиционный курс лучевой терапии с модулированной интенсивностью (IMRT) из 37 сеансов облучения с укороченным IMRT, продолжительность которого составила 20 сеансов, но при более высоких дозировках.
Эффективность обоих курсов была зафиксирована через пять лет после их окончания. Была проведена оценка числа побочных эффектов, общего качества жизни и состояния здоровья больных. Авторы исследования в конченом итоге выяснили, что сокращенный курс терапии не уступает по степени эффективности более длинному, который используется сегодня.
Таким образом, уменьшение продолжительности лучевой терапии, но увеличение ее дозировки дает аналогичный эффект, одновременно сокращая интенсивность побочных эффектов. В целом число данных побочных эффектов снижается более чем наполовину, что имеет огромное значение, так как они достаточно тяжело переносятся пациентами.
Согласно статистике РПЖ является наиболее распространенным видом онкологических заболеваний у мужчин, смертность от которого составляет от 20 до 50%.
Число университетских клиник в столице за последние семь месяцев увеличилось с 42 до 74. Об этом заявила первый заместитель руководителя департамента здравоохранения города Москвы Татьяна Радиковна Мухтасарова.
Она подчеркнула, что данные клиники созданы с целью роста качества и доступности медпомощи столичным жителям за счет привлечения профессоров, докторов медицинских наук и иных высококвалифицированных сотрудников медицинских вузов к лечебной работе в медицинских организациях. Клинические кафедры вузов и столичные больницы, в свою очередь, достаточно заинтересованы в сотрудничестве. По словам Т.Р. Мухтасаровой, это позволяет преподавателям кафедр быть в курсе меняющихся потребностей практического столичного здравоохранения, а профильные отделения медицинских организаций могут в большей степени влиять на учебно-воспитательные и научные процессы вуза. Кроме того, в данных клиниках ведется разработка новых методик лечения пациентов.
Планируется, что со следующего года будет внедрена онлайн-запись на прием к сотрудникам университетских клиник. В настоящее время при онлайн-записи доктора медицинских наук отдельно не выделяются, тем не менее уже доступны телеконсультации между медорганизациями, когда на одной стороне находятся профессора-консультанты, а на другой — пациент и его лечащий врач. При этом жители прочих регионов страны также имеют возможность попасть на прием к врачам университетских клиник, иностранные граждане могут попасть в клиники на платной основе или в рамках ДМС.
Проект «Университетская клиника» был запущен в Москве в прошлом году. Он направлен на развитие сотрудничества учреждений здравоохранения и научно-педагогических работников медвузов. На сегодняшний день в ходе модернизации системы здравоохранения Москвы в столичных больницах создаются университетские клиники различного профиля. Так, в Первой Градской клинической больнице им. Н.И. Пирогова функционируют уже три такие клиники — неврологии и нейрохирургии, акушерства и гинекологии и кардиологии, а в ближайшее время планируется открытие урологической университетской клиники.
Наличие у мужчины мутационного гена BCRA1, предназначенного для восстановления ДНК, повышает риск развития рака предстательной железы (РПЖ). К такому выводу пришли ученые из Института изучения рака (Лондон, Великобритания). Результаты исследований были опубликованы в издании England Journal of Medicine.
В эксперименте британских ученых принимали участие 692 мужчины, у которых ранее был диагностирован прогрессирующий РПЖ. Для определения общих мутаций генов исследователи применяли тест слюны. В процессе анализа выяснилось, что примерно у 12% мужчин выявлены подобные мутации, что свидетельствует о том, что данная ошибка в генах либо унаследована, либо развилась до рождения.
По словам одного из авторов исследования, профессора экспериментальной онкологии Института изучения рака Йохана де Боно, согласно результатам данного эксперимента примерно один из восьми мужчин с прогрессирующим РПЖ является носителем мутационного гена, предназначенного для восстановления ДНК. Он также подчеркнул, что генетические тестирования данных мутаций будут способствовать идентификации мужчин с РПЖ, которым впоследствии назначают ингибиторы PARP, эффективные в терапии пациентов с определенными мутациями процессов репарации ДНК и демонстрирующие в ходе клинических исследований значительную противоопухолевую активность.
По мнению директора Института изучения рака, профессора Пола Воркмана, данное исследование дало новое понимание причин развития прогрессирующих форм РПЖ. Тестирование унаследованных мутационных генов, предназначенных для восстановления ДНК, может стать важным этапом в терапии мужчин с РПЖ.
Грызун помогает открыть новый способ борьбы с болью
21.10.2016
Небольшой роющий грызун из семейства землекоповых, возможно, откроет новый эффективный способ борьбы с любой болью. Небольшое, некрасивое животное - африканский голый землекоп - способен жить до 32 лет, не болея раком. К тому же грызун невосприимчив к некоторым видам боли. Для сравнения, срок жизни других грызунов, например, тех же хомяков, примерно в 10 раз меньше.
Новое исследование точно указывает на эволюционные изменения, которые сделали голого землекопа нечувствительным к боли. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports.
Чтобы понять, насколько нечувствителен этот уникальный грызун к боли, можно представить себе, что произойдет с обычным животным, восприимчивым к боли, если особь с солнечными ожогами погрузить в горячую ванну. Обычное животное (или человек) почувствует острую боль, тепловую гипералгезию. Однако это не касается голого землекопа. Тем не менее, природа мудра, поэтому она, наделив грызуна способностью не ощущать определенные виды боли, все-таки сохранила у него болевую чувствительность, когда речь идет о повреждениях, угрожающих жизни.
Ученые провели исследование, и имеют теперь представление о том, что происходит на клеточном уровне при температурном раздражении тканей, которые подверглись солнечному ожогу. В ответ на высокие температуры и воспаление вокруг сенсорных нейронов молекулы фактора роста нервов связываются с рецептором TrkA. Это запускает каскад химических сигналов, которые «сенсабилизируют» ионный канал TRPV1, расположенный на поверхности сенсорного нейрона, что приводит к его открытию. После того, как TRPV1 открывается, происходит сенсорная нервная «стрельба», которая сообщает мозгу о том, что нужно воспринимать боль при температурах, которые обычно не являются болезненными.
Ученые провели более 10 экспериментов и обнаружили, что у голого землекопа в отличие от других животных имеются небольшие изменения в рецепторах TrkA, которые и обеспечивают отсутствие реакции на боль в подобных условиях.
Исследователи сравнили ген рецептора TrkA голого землекопа и гены этих же рецепторов 26 других млекопитающих, а также пяти других видов африканских кротовых крыс. Были обнаружены небольшие генетические изменения только у голого землекопа, что и делало его менее чувствительным к боли по сравнению с другими животными.
Авторы отмечают, что даже при практически полной генетической идентичности рецептора TrkA у грызунов и голого землекопа, минимальные различия уже оказывают существенное влияние на способность животного чувствовать боль.
Дальнейшие эксперименты показали, что усиление воздействия на рецептор TrkA голого землекопа не приводит к потере функции, но снижает его функциональность. Рецептор TrkA мог послать ответ, как у других животных, если клетки грызуна подвергались воздействию молекул фактора роста нервов в концентрации, в 10 раз превышающей нормальную.
Это тонкое различие между гипофункцией и дисфункцией рецептора TrkA может объяснить, почему голый землекоп может выжить, и у него нет типичной нейродегенерации, как у животных с мутациями, у которых полностью закрыта эта нервная сигнализация (посредством молекул фактора роста нервов).
Новое исследование также показало, что голые землекопы рождаются с примерно одинаковым числом «датчиков боли», также как и новорожденные мыши. И только при взрослении «датчики боли» грызуна уменьшаются на две трети, что и отличает их от любого другого млекопитающего. Эволюция привела к тому, что у голых землекопов рецептор TrkA работает достаточно хорошо, когда животное является эмбрионом. Однако у взрослых особей отмечается уже гораздо меньшее количество нервных рецепторов и частичная нечувствительность к боли.
Отсутствие тепловой гипералгезии помогает голым землекопам выживать в переполненных грызунами подземных колониях, где тесный контакт может быть неприятным, то есть тепловая гипералгезия не может быть полезной в этой теплой среде.
Также возможно, что потеря сенсорных нейронов у взрослых особей помогает этим животным сохранять энергию. Авторы поясняют, что грызуны данного вида живут в пустынных районах под землей, и они должны много работать, чтобы добыть еду. Эти животные имеют самый низкий уровень метаболизма по сравнению с другими млекопитающими. Эволюция «выключила» в их организме все, что не считается абсолютно необходимым для выживания, в том числе, дополнительные нервные рецепторы.
В дальнейшем авторы планируют продолжить исследования на мышах, выводимых с уникальным рецептором TrkA, присущим голым землекопам. Ученые надеются, что модифицированные мыши будут обладать особенностями голых землекопов в плане пониженной чувствительности к боли.
Есть вероятность, что в будущем работа в данном направлении приведет к возможности лечить различные виды боли у людей. Еще одна потенциально перспективная сфера применения этого открытия – военная отрасль. «Супердержавы» заинтересованы в получении препарата, который бы позволил понизить чувствительность к боли у солдат.
