Ученые из России создали наночастицы, ускоряющие рост стволовых клеток
Ученые из России разработали дешевый метод ускорения процесса роста клеток в пробирке, используя наночастицы из оксида церия, что поможет развитию терапий на базе стволовых клеток, говорится в статье, опубликованной в журнале Materials Science and Engineering C.
"При выращивании клеток вне организма создаются неоптимальные условия. В условиях in vitro повышен уровень кислорода по сравнению с условиями in vivo, что сказывается на метаболизме клеток. В частности, у них развивается окислительный стресс. Добавление наночастиц оксида церия снижает уровень окислительного стресса, тем самым имитируя нормальные условия роста в организме. Культура стволовых клеток начинает быстрее расти", - объясняет Антон Попов из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино, чьи слова приводит пресс-служба заведения.
За последние годы ученые разработали несколько методик выращивания эмбриональных стволовых клеток и превращения "взрослых" тканей в их эмбриональные аналоги, перепрограммируя их при помощи генной терапии. Некоторые такие культуры уже нашли применение в экспериментальной медицине, однако их медицинскому использованию мешает две вещи - ненулевая опасность превращения таких клеток в раковую опухоль и сложности с размножением стволовых клеток вне организма.
Попов и его коллеги давно изучают свойства наночастиц диоксида церия и то, как они влияют на работу клеток и всего организма животных и человека в целом. В прошлом году его команда показала, что особым образом "упакованные" наночастицы этого металла защищают клетки от смертельных доз радиации, предотвращая накопление в них химически агрессивных молекул.
Опыты показали, что примерно половина мышей, в чей организм ввели оксид церия, пережила смертельную дозу излучения. Эти наночастицы, как объясняют ученые, работают благодаря тому, что они могут проникать через мембрану клеток, накапливаться в отдельных органеллах внутри них и "вылавливать" агрессивные молекулы благодаря наличию дефектов в кристаллической решетке наночастиц, к которым присоединяется кислород и прочие окислители.
Это открытие натолкнуло биологов из ИТЭБ и других российских исследовательских учреждений на мысль, что те же самые наночастицы можно использовать и для защиты клеток в других условиях, когда в них или в их питательной среде накапливается множество оксидантов.
Для проверки этой идеи ученые извлекли из зародышей мышей стволовые клетки и вырастили из них культуры фибробластов, "заготовок" соединительной ткани, после чего часть из них была насыщена наночастицами оксида церия, покрытыми специальной органической оболочкой.
Как показали эти опыты, даже небольшой концентрации наночастиц концентрация агрессивных молекул в питательной среде заметно упала, что ускорило деление фибробластов. Что интересно, при пересечении некоторой отметки наночастицы удаляют слишком много оксидантов из питательной среды и клеток, в результате чего рост последних не ускоряется, а замедляется.
"Перспективно делать специальные культуральные подложки с этими наночастицами для эффективного размножения стволовых клеток. Также можно имплантаты покрывать пленками с этими наночастицами, чтобы быстрее приживались в организме", - заключает Попов.
