Институт регенеративной медицины

Аннотация проекта:

Ключевыми участниками обновления и регенерации большинства органов и тканей являются постнатальные стволовые и прогениторные клетки. Истощение пула стволовых клеток, снижение их функциональной активности и патологическое изменение их микроокружения приводит к нарушению регенеративных процессов и в результате к утрате функции органа. Это определяет необходимость фундаментальных исследований, направленных на изучение механизмов регуляции поведения постнатальных стволовых и прогениторных клеток для управления регенеративными процессами в тканях. В регенеративной медицине одними из наиболее изученных и перспективных для клинического применения клеток являются мезенхимные стволовые/стромальные клетки (МСК), в связи с относительной простотой и эффективностью выделения и культивирования, низкой иммуногенностью, а также доказанной способностью стимулировать регенерацию тканей и регулировать функции тканеспецифичных резидентных стволовых клеток. Несмотря на то, что данный тип клеток уже применяется в клинической практике, механизмы их участия в регуляции пула стволовых и прогениторных клеток остаются не до конца изученными. На настоящий момент известно, что выделяемые из разных тканей в культуру МСК представляют собой гетерогенную популяцию клеток, включающую небольшое количество (по некоторым данным, менее 1%) стволовых и прогениторных клеток, которые могут дифференцироваться в адипогенном, остеогенном, хондрогенном, а также в некоторых других направлениях. При этом накопленные данные демонстрируют, что многие ключевые функции МСК реализуются посредством секреции биоактивных паракринных факторов, внеклеточных везикул и компонентов внеклеточного матрикса (ВКМ). Это может быть обусловлено наличием других подтипов клеток в гетерогенной популяции МСК, которые обладают преимущественно регуляторной функцией, реализуемой за счет действия их секретома. Во взрослом организме МСК являются неотъемлемой частью специфического микроокружения, или ниши стволовой клетки. Известно, что МСК, выделяя паракринные факторы, могут регулировать такие процессы поведения клеток как пролиферация, миграция и дифференцировка, что может вносить огромный вклад в поддержание количества и функциональности стволовых клеток. По нашим данным и данным других исследователей, наиболее представленной в секретоме МСК группой факторов являются компоненты ВКМ. В то же время практически нет исследований, раскрывающих механизмы влияния именно ВКМ, наработанного МСК, на поддержание и дифференцировку стволовых клеток, что определяет высокую актуальность предлагаемого проекта. В нашей работе мы планируем на модели децеллюляризованного клеточного пласта из МСК человека выявить влияние близкого к нативному ВКМ на процессы дифференцировки мезенхимных стволовых клеток, содержащихся в популяции МСК, и установить ключевые механизмы этого процесса. Полученные данные позволят значительно расширить наше понимание роли ВКМ, синтезируемого МСК как ключевыми для поддержания регенеративных процессов в тканях клетками, в регуляции дифференцировки стволовых клеток. Результаты проекта могут стать основой для разработки новых подходов для регенеративной медицины с использованием нативного ВКМ, продуцируемого МСК, с целью создания или функционализации тканеинженерных конструкций.