Стволовые клетки «усыпили» гидрогелем

Эмбрионы в гидрогеле

Irene Canton

Коллективу британских и американских ученых удалось погрузить стволовые клетки в латентное состояние (стазис) для сохранения их свойств. Идею разработки им подсказала особенность течения беременности у некоторых животных, говорится в публикациив журнале ACS Central Science.

Эмбриональные и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки способны развиваться практически в любую разновидность клеток организма. Это их свойство лежит в основе разнообразных видов экспериментальной клеточной терапии и тканевой инженерии. Однако в культуре стволовые клетки быстро пролиферируют и дифференцируются, утрачивая свою универсальность.

Сотрудники Шеффилдского университета и Университета Луисвилла в штате Кентукки использовали в своей работе результаты изучения диапаузы — способности некоторых млекопитающих (например, кенгуру) отложить развитие эмбриона на ранних стадиях развития до наступления благоприятных пищевых и климатических условий. Во время диапаузы эмбрион, состоящий из небольшого числа одинаковых клеток, находится в матке в оболочке из гликопротеина муцина и не развивается.

Поиск синтетического аналога муцина привел ученых к созданию мягкого гидрогеля из сополимера полиглицеринмонометакрилата-поли-2-гидроксипропилметакрилата (PGMA55-PHPMA135). Этот материал, богатый, как и муцин, гидроксильными группами, сохраняет гелевую консистенцию при температуре тела или инкубатора, а при охлаждении становится жидким, не препятствуя извлечению клеток.

Молекулярная структура муцина и PGMA55-PHPMA135

Irene Canton, et al., ACS Central Science, 2016

Поделиться

Погруженные в гидрогель человеческие плюрипотентные клетки и эмбрионы в ходе эксперимента останавливались в развитии в фазе покоя митоза (G0), при которой клетки не делятся. Первые сохранялись в стазисе не менее двух недель, вторые — до восьми дней. После извлечения из гидрогеля их пролиферация продолжалась обычным путем.

Исследователи отмечают, что помимо химических факторов клетки способны воспринимать также физические стимулы, в том числе жесткость и сократимость, путем сложных обратных связей. Это, по-видимому, и лежит в основе их погружения в стазис в муцине и гидрогеле. Разработка может значительно упростить и удешевить хранение и транспортировку стволовых клеток и эмбрионов.

Олег Лищук