Управление перемещением стволовых клеток с помощью магнита

Источник: phys.org

Ученые Университета Эмори и Технологического института Джорджии (США) провели эксперименты с использованием частиц магнитного оксида железа. Наночастицы загружались в стволовые клетки, которые затем вводились в организм мышей при помощи внутривенной инъекции. Чтобы отслеживать перемещение стволовых клеток по организму, их пометили флуоресцентным красителем. Прикрепив к хвосту мыши магнит, ученые добились миграции значительной части стволовых клеток в этот участок. Если же магнит не применялся, большая часть стволовых клеток концентрировалась в печени и легких. В исследовании использовались так называемые мезенхимальные стволовые клетки. В отличие от эмбриональных клеток, мезенхимальные клетки могут быть легко получены из тканей взрослого организма, таких, как костный мозг или жир. Они способны превратиться в клетки костей, жира и клетки хряща, но не в другие типы клеток, к примеру, нервные или мышечные.

Мезенхимальные клетки выделяют различные питательные и противовоспалительные вещества, поэтому они могут быть ценными инструментами для лечения сердечно-сосудистых, аутоиммунных и других заболеваний. Наночастицы оксида железа уже одобрены FDA для диагностики с помощью МРТ. Другие ученые уже пытались загружать стволовые клетки аналогичными частицами, но покрытие на частицах приводило к изменению свойств клеток. В новом исследовании наночастицы были покрыты слоем полиэтиленгликоля, защищающим клетки от повреждений. Еще одна уникальная особенность данного проекта в том, что для имплантации наночастиц в клетки использовался магнит, а не химические вещества, как в предыдущих работах. Как отмечает руководитель исследовательской группы профессор В. Роберт Тейлор, после загрузки стволовых клеток наночастицами ученые выяснили, что клетки не пострадали.

Не было зафиксировано никаких изменений в их жизнеспособности и в способности к дифференциации. Размер одной наночастицы составляет около 15 нм (для сравнения — вирус гриппа имеет размер 100 нм). Каждая клетка способна поглотить примерно 1,5 млн. частиц, и они остаются на месте, по крайней мере, в течение недели, без утечки наружу. После загрузки стволовых клеток оксидом железа, ученые проверили способность магнитов управлять их перемещением в культурах клеток и в живых животных, и получили положительные результаты. По словам профессора Тейлора, теперь ученые планируют сосредоточиться на испытании терапевтического применения новой технологии на животных моделях. Исследователи собираются направлять стволовые клетки в конкретные участки тела, где требуется восстановление и регенерация новых кровеносных сосудов.