Группа ученых из Северной Каролины провела многообещающие исследования в отношении возможной обработки стволовых клеток для нескольких состояний легких, таких как фиброзивный альвеолит, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и муковисцидоз – часто смертельные состояния, которые влияют на десятки миллионов американцев.
Ученые продемонстрировали, что они могут собирать легочные стволовые клетки у людей, используя относительно неинвазивную технику. Затем им удалось размножить собранные клетки легких в лаборатории, чтобы получить количество клеток, достаточное для терапии человека.
Во втором исследовании команда показала, что у грызунов для успешного лечения фиброзивного альвеолита возможно использовать один и тот же тип клеток легких. Это первый случай, когда кто-либо создал легочные стволовые клетки, потенциально подходящие для терапии, благодаря малоинвазивной биопсии. Авторы считают, что свойства этих клеток делают их потенциально применимыми для терапии фиброза легких.
Такое заболевание включает накопление волокнистой, рубцовой ткани, как правило, из-за хронического воспаления легких. Поскольку эта волокнистая ткань заменяет рабочую легочную ткань, легкие менее эффективно переносят кислород в кровь. Пациенты в конечном итоге подвергаются риску ранней смерти от респираторной недостаточности. В случае фиброзивного альвеолита, который был связан с курением, большинство пациентов живут менее пяти лет после постановки диагноза.
Два одобренных FDA лекарственных лечения этой болезни уменьшают симптомы, но не останавливают основной процесс заболевания. Единственное эффективное лечение – трансплантация легкого, которая несет высокий риск смертности и предполагает долгосрочное применение иммунодепрессантов.
Ученые изучают альтернативную возможность использования стволовых клеток для лечения таких болезней. Стволовые клетки представляют собой незрелые клетки, которые могут размножаться и превращаться во взрослые клетки, чтобы, например, восстановить травмы. Некоторые типы стволовых клеток обладают противовоспалительными и противогрибковыми свойствами, что делает их особенно привлекательными в качестве потенциальных методов лечения заболеваний, связанных с фиброзом.
Ученые сосредоточили внимание на наборе клеток, которые находятся в легких, и могут быть надежно культивированы из ткани легких, полученной с помощью биопсии. Клетки называются сфероидными клетками легких из-за отличительных сферо-подобных структур, которые они образуют. Как сообщили ученые в первоначальном документе в 2015 году, такие клетки легкого показали мощные регенеративные свойства при применении к мышиной модели фиброза легких. В своей терапевтической активности эти клетки также превосходили другие нелекарственные стволовые клетки, известные как мезенхимальные стволовые клетки, которые также исследуются для лечения фиброзивного альвеолита.
В первом из двух новых исследований команда показала, что может получать сфероидные клетки у пациентов с заболеваниями легких с помощью относительно неинвазивной процедуры, называемой трансбронхиальной биопсией. При этом срезаются кусочки ткани дыхательных путей очень маленького размера с использованием бронхоскопа. Этот метод предполагает гораздо меньший риск для пациента, чем стандартная хирургическая биопсия легочной ткани с проникновением в грудную клетку.
Исследователи культивировали сфероидные клетки легкого из этих крошечных образцов ткани, пока их количество не стало достаточно многочисленным. Когда они вводили клетки внутривенно мышам, они обнаружили, что большинство клеток концентрируются в легких животных.
Во втором исследовании авторы сначала индуцировали состояние фиброзивного альвеолита у крыс, которое напоминало то же состояние у человека. Затем исследователи ввели новые культивируемые сфероидные клетки одной группе крыс. Изучая эту группу животных и другую, получавшую плацебо, ученые заметили, что у животных из первой группы клетки легких оказались более здоровыми, в них было значительно меньше воспаления. Кроме того, лечение было безопасным и эффективным, независимо от того, были ли сфероидные клетки легкого получены из собственных легких реципиентов или нет. Другими словами, даже если донорские стволовые клетки были «чужими», они не вызывали вредной иммунной реакции у реципиентных животных, как это обычно бывает с пересаженной тканью.
Ученые ожидают, что при терапевтическом применении у людей такие клетки первоначально будут получены от самого пациента, чтобы свести к минимуму риск иммунодефицита. В конечном счете, однако, чтобы получить достаточное их количество для широкого клинического использования, врачи могут собирать клетки у здоровых добровольцев, а также из легких, полученных из сетей донорства органов. Стволовые клетки впоследствии могут быть использованы для пациентов, которые являются или соответствуют иммунологически реципиентам, почти таким же образом, как это обычно бывает при пересадке органов.
В итоге авторы надеются создать универсальный банк доноров клеток. В настоящее время команда планирует начать исследование сфероидных клеток легкого в небольшой группе пациентов с фиброзивным альвеолитом и ожидает одобрения FDA. В конечном счете, ученые надеются, что их легочная терапия стволовыми клетками также поможет пациентам с другими состояниями легких, включая ХОБЛ, муковисцидоз и фибро-кавернозный туберкулез легких.
Источник: Stem Cells Translational Medicine