В первой части этой статьи мы рассказали о проблеме, с которой столкнулись учёные в поиске эффективного способа устранить симптомы остеоартрита. Исследование, которым занялись Майкл Маллен с командой, является первым в своем роде. Его цель – узнать, снизит ли физетин (он же фисетин) накопление стареющих клеток при расширении культуры ADSC, сохраняя при этом её регенеративный потенциал.
Итак, сотрудники Центра регенеративной и персонализированной медицины Линды и Митча Харт и Научно-исследовательского института Стедмана-Филиппона (SPRI) культивировали в лаборатории стволовые клетки, полученные из жировой ткани четверых доноров в возрасте от 10 до 80 лет. Учёные измерили скорость роста популяции и подсчитали клетки, положительные по маркерам старения: активным формам кислорода, очагам гетерохроматина и воспалительным цитокинам.
Затем клетки разделили на шесть групп, три из которых сразу поместили в нормальную питательную среду, а ещё три – сначала обрабатывали фисетином (25 мкМ, 50 мкМ или 100 мкМ) в течение суток. Спустя две недели среда для выращивания сменялась средой для дифференциации, то есть «превращения» стволовых клеток, и под микроскопом уже можно было смотреть результаты.
Результаты исследования причин старения
В ходе размножения культуры в лаборатории, стволовые клетки, полученные из жировой ткани человека, приобрели общие признаки клеточного старения: снижение скорости роста с одновременным увеличением количества активных форм кислорода, β-галактозидазы и гетерохроматиновых фокусов.
Иными словами, стволовые клетки теряли свою ключевую функцию. Чем больше их становилось, тем медленнее они делились. И чем больше их становилось, тем больше наблюдалось маркеров старения (АФК, C12FDG, SAHF), что свидетельствовало о прогрессировании старения.
Повлиял ли физетин на клеточное старение ADSC?
Следующий шаг ученых – воздействовать прицельно именно на стареющие клетки возрастающими концентрациями физетина и определить относительное количество клеток, удалённых после такой обработки.
После 24-часовой обработки и 24-часового восстановления исследователи увидели, что значительно уменьшилось число клеток, выделяющих β-галактозидазу – фермент, являющийся причиной старения. Причём, чем выше концентрация физетина, тем ниже становилась жизнеспособность этих клеток. Значит, физетин избирательно воздействует на стареющие клетки.
На основе этих результатов учёные обнаружили, перебрав различные комбинации, что концентрация физетина 50 мкМ оптимальна, поскольку она удаляет 43,7% стареющих клеток, а концентрация 100 мкМ физетина – нежелательна, поскольку уничтожающее воздействие флавоноида может затрагивать также и нестареющие, размножающиеся клетки.
Основываясь на этих результатах, они использовали 50 мкМ физетина, чтобы определить, будет ли препарат ослаблять другие маркеры старения. Выяснилось, что 50 мкМ физетина действительно снижает количество клеток с повышенным содержанием активных форм кислорода на 73,8–78,4%. Аналогичным образом, количество клеток, положительных по β-галактозидазе, уменьшалось на 40,9–49,0%.
В завершение исследования учёные выяснили, что после обработки 50 мкМ физетина существенно не меняются адипогенные и остеогенные маркеры, уровни липидов и кальция. Стало быть, обработанный физетином биологический материал с высокой долей вероятности останется в нестареющем состоянии, и после хранения и введения пациенту сохранит способность трансформироваться в жировую и костную ткани.
Устранение симптомов остеоартрита
Эти исследования показали, что физетин воздействует многофакторно, устраняя стареющие клетки и минимизируя риск воспалений. Сенолитический агент физетин действует дозозависимым образом и избирательно ослабляет признаки старения, сохраняя при этом дифференцировочный потенциал расширенных ADSC. То есть, размножение стволовых клеток продолжается, а количество стареющих среди них не увеличивается.
Полученные результаты в первую очередь подтверждают эффективность использования фисетина в качестве экстренного лечения симптомов остеоартрита. Предыдущие исследования показывали, что длительная обработка стволовых клеток физетином может подавлять остеогенез и адипогенез. Поэтому важно подчеркнуть, что текущее исследование выявило полезность однократного лечения физетином. В формате оперативного воздействия риск побочных эффектов минимален.
Требуется дальнейшее развитие этого исследования, и его еще предстоит проверить на добровольцах, но эти результаты уже являются многообещающими. Однако во всех клетках были отмечены исходные уровни всех маркеров, что указывает на необходимость тщательной оценки качества препаратов со стволовыми клетками перед их клиническим применением. В целом, мы движемся к тому, чтобы в будущем побеждать причины старения терапией стволовыми клетками, а как скоро наступит это будущее, зависит от успеха дальнейших исследований!
Источник https://academic.oup.com/stmcls/article/41/7/698/7190776
5.0
