Перепрограммирование тканей для ускорения заживления ран
Исследователи из PSI и ETH Zurich взяли клетки соединительной ткани, которые были механически перепрограммированы так, чтобы они напоминали стволовые клетки, и трансплантировали их в поврежденную кожу. В своем лабораторном эксперименте они смогли показать, что это может способствовать заживлению ран. Зрелые соматические клетки можно превратить обратно в молодые клетки, подобные стволовым клеткам, с помощью удивительно простого механического стимула. С помощью этого метода исследователи теперь частично перепрограммировали фибробласты и успешно трансплантировали их в модель старой, поврежденной ткани кожи в лабораторном эксперименте. Им удалось показать, что модель кожной ткани действительно можно омолаживать и что травмы заживают лучше. Исследователи под руководством Г.В. Шивашанкар, руководитель лаборатории наномасштабной биологии в PSI и профессор механогеномики в ETH Zurich, опубликовал свои результаты в журнале Aging Cell.
Фибробласты еще не являются полностью дифференцированными клетками, а это означает, что они могут развиваться в различные типы соединительной ткани. Они играют важную роль в регенерации кожи и заживлении ран. Шивашанкару и его команде удалось превратить эти фибробласты обратно в клетки, частично похожие на стволовые клетки. В отличие от истинных, так называемых плюрипотентных стволовых клеток, которые могут развиться практически в любой тип клеток, фибробласты, подобные стволовым клеткам, ограничены соединительной тканью. Тем не менее, они находятся в более фундаментальном состоянии и имеют даже более разные пути развития, чем настоящие фибробласты. Что делает эту технику такой особенной, так это то, что исследователи не использовали генную инженерию или химические вещества, а полностью перепрограммировали клетки посредством механической стимуляции. Для этого они сначала поместили фибробласты в матрицу из фибронектина — белка, к которому клетки могут прикрепляться. Узкая ячейка матрикса означает, что во время деления клеток в каждом корпусе остается место только для четырех фибробластов. Если фибробласты продолжают делиться, они вынуждены распространяться в третьем измерении, то есть вверх.
«Удивительная вещь, — говорит Г.В. Шивашанкар, «заключается в том, что информация, хранящаяся об их форме и функциях, кажется, теряется во время этого перехода. В некотором смысле они забывают, для чего они изначально были здесь». Следовательно, фибробласты становятся клетками, подобными стволовым клеткам, просто растущими в пространственно ограниченных условиях. «Важно выбрать такую плотность матрицы, чтобы исходная клетка не сжималась, потому что в этом случае клетка погибнет», — продолжает Шивашанкар. «Клетка должна столкнуться с барьером только после деления; тогда она трансформируется». И испытания показывают, что он делает это чрезвычайно эффективно. Исследователи сравнительно легко получили большое количество фибробластов, подобных стволовым клеткам. Шивашанкар и его коллеги опубликовали эти промежуточные достижения в 2018 и 2020 годах. Настоящее исследование основано на их предыдущем триумфе. В своем эксперименте исследователи взяли старые клетки из реальной кожи, перепрограммировали их, чтобы они стали фибробластами, подобными стволовым клеткам, используя свою технику, а затем вставили их в модель старой, поврежденной ткани кожи в лаборатории.
«Клетки снова начали производить больше белков, чтобы сформировать новую кожу. Регенерация и заживление ран происходили значительно быстрее по сравнению с трансплантацией немодифицированных клеток», — сообщает Шивашанкар. Это произошло потому, что перепрограммирование также стирало функциональные ошибки, накопленные старыми клетками в процессе старения. Точно так же, как переформатирование жесткого диска ускоряет запуск вновь установленных программ. Исследование группы мотивировано тем фактом, что современные методы лечения обширных повреждений кожи ограничены. Так называемая клеточная терапия применяется, например, при ожогах: при этом здоровые ткани удаляются из других участков тела пациента и прививаются к поврежденному участку. Альтернативно можно трансплантировать клеточную ткань другого человека. Однако оба метода имеют свои ограничения. Ткань, пересаженная от донора, может вызвать реакцию отторжения. А у пожилых людей часто бывает трудно получить достаточное количество собственной кожи пациента.
Частично перепрограммированные фибробласты, подобные стволовым клеткам, предлагают решение. Их отличительная особенность в том, что они недифференцированы, так сказать, в юношеском состоянии. В зависимости от среды, в которой они оказались, они созревают и превращаются в разные типы клеток, в том числе в клетки кожи. Идея перепрограммирования клеток возникла в 2006 году. Тогда японский исследователь Шинья Яманака нашел способ генетически манипулировать зрелыми клетками, чтобы превратить их обратно в стволовые клетки. Открытие произвело сенсацию, ведь до этого считалось, что это невозможно. До сих пор стволовые клетки извлекали из костного мозга или крови доноров, например, для лечения рака крови. Однако Яманака обнаружил четыре гена, которые запускают перепрограммирование клетки: так называемые «факторы Яманаки». Когда они имплантируются в клетку, она становится тем, что с тех пор стало известно как iPS-клетка (индуцированная плюрипотентная стволовая клетка). В 2012 году Яманака был удостоен Нобелевской премии по медицине за свое открытие.
С тех пор многочисленные команды по всему миру исследовали, как iPS-клетки можно использовать в клеточной терапии и существуют ли другие способы обратить их развитие вспять, помимо генной инженерии. Генетические манипуляции остаются спорными с этической точки зрения. Также было показано, что iPS-клетки имеют тенденцию к размножению, как опухоли. Некоторые исследовательские группы работают над предотвращением этого побочного эффекта. Другие изучают биохимические методы вместо генной инженерии; здесь трансформация в стволовые клетки запускается введением специальных молекул. Группа Шивашанкара в PSI, в свою очередь, является мировым лидером в области механического перепрограммирования. Одним из вопросов, которые в настоящее время исследует группа PSI, являются точные механизмы, вызывающие перепрограммирование в результате заключения. В течение многих лет Шивашанкар и его команда исследовали, как геометрия клеток связана с экспрессией генов. В зависимости от того, как ДНК упакована и, возможно, сужена внутри ядра клетки, чтение определенных генов может оказаться невозможным, что, в свою очередь, приводит к определенным заболеваниям. В ходе этих исследований группа обучила компьютерную программу с помощью искусственного интеллекта распознавать соответствующие особенности на изображениях ядер клеток, тем самым улучшая раннюю диагностику заболеваний.
В завершение своих текущих результатов исследований по заживлению ран команда теперь планирует провести эксперименты на настоящей человеческой коже, которая не была выращена в лаборатории. Шивашанкар убежден, что они смогут повторить свой предыдущий успех. Более того, эти открытия принесут пользу не только медицинским применениям. «Косметическое применение также возможно, — говорит Шивашанкар, — потому что, в принципе, мы можем создавать новые ткани из старых». Помимо кожной ткани, возможна также регенерация мышечных или мозговых клеток. «В любом случае, этот метод потенциально может позволить нам стареть более здоровым образом». Более того, методика настолько проста, что, в принципе, ее может применить любой студент-медик. И это соответствует общей тенденции к персонализированной медицине, в которой вещества подбираются индивидуально для каждого пациента. В этом случае клетки фактически являются собственными, и никакие инородные материалы не привносятся вообще. После публикации первой статьи несколько фармацевтических компаний уже выразили заинтересованность в усовершенствовании этого процесса. Хотя пройдет еще несколько лет, прежде чем появятся клинические применения, Шивашанкар говорит: «Мы очень воодушевлены тем, куда нас приведут эти исследования».
Источник
Последние аномальные новости

Безумная история об НЛО из 1960-х годов

В одном округе Нью-Джерси видели гораздо больше НЛО

Встреча с НЛО сбила с толку пассажиров самолета

Горячая точка НЛО в Нью-Джерси

Для чего на самом деле используется Зона 51

ИИ устроит человечеству апокалипсис

Крупный британский аэропорт стал горячей точкой НЛО

На Земле существуют передовые технологии инопланетян

Наблюдения НЛО в штате Теннесси

НЛО имеют нечеловеческое происхождение

Новый прицел позволяет видеть пули в полете

Опасность НЛО - это не то, что вы думаете

Пациент Neuralink способен управлять мышью силой мысли

Пилот увидел огромный НЛО во время полета над Мексикой

Поиски собаки-демона в Манчестере

Самый яркий и быстрорастущий квазар

Солнечная система изобилует межзвездными объектами

Техас занимает четвертое место по количеству НЛО

Треугольный корабль завис над озером в Висконсине

Электромобиль отряхивается от снега, как собака

Франшиза Nadotur - отзывы об открытии туристического агентства по франшизе

Болезнь зомби-оленей может перейти на людей

Внутри самой необычной духовной конвенции

Возможность внеземного присутствия

Где может прятаться Планета Х

Древняя форма жизни, скрытая внутри каждого из нас

Как мог выглядеть серийный убийца Джек-Потрошитель

Квантовые темные состояния дают преимущество

Космический юрист объясняет, как можно захватить Марс

НЛО в Нью-Йорке с 2000 года видели тысячи людей

НЛО вызвал безумие в сети

НЛО над Бостоном увидел пилот во время полета

НЛО над Фениксом. Признания оператора службы 911

НЛО-сферы в Канаде имели голубые ореолы

Один округ Нью-Джерси является горячей точкой НЛО

Певец поделился невероятной историей НЛО

Подледная микробная жизнь на Земле и за ее пределами

Подтверждена подлинность лучших кадров НЛО

Проект по сбору образцов с Марса важен

Розуэлльский инцидент когда-то был символом секретности

Уфологические фестивали в 2024 году

Магазин цифровых товаров. Идеальное решение для начинающих предпринимателей с Rents.ws

Впервые вывели донорскую свинью

Гравитационные волны обеспечили нас элементами жизни

Гриб вырос на живой лягушке

Жизнь на Земле могла зародиться из метеоритов

Жизнь на Марсе процветала вблизи вулканов

Жителей Приморского района Петербурга напугал НЛО

Загадка гигантских шимпанзе из Конго

Какой ядерный космический проект России напугал США

Микроскоп может разглядеть отдельные нейроны мозга

НЛО заметили в небе над Бердском

Письменность острова Пасхи признана уникальной

Почему стоит верить в существование инопланетян

Призрак с горящими глазами и ведьма с обожженной рукой

Растения с отредактированным геномом - не ГМО

Роботы показали полную автономность в бытовых задачах

Создали 3D-модель фрагментов Челябинского метеорита

Создана ткань для охлаждающей в жару одежды

Таинственные звери Японии

Тайна жуткой смерти продавщицы книг

Чугунная чашка из Оклахомы, возрастом 300 млн лет

Алмазный НЛО был замечен над Аризоной

Аэропорт Станстед назван горячей точкой НЛО

В Аризоне наблюдается больше НЛО, чем в большей части США

В Ираке видели НЛО-медузу

Внутри британской Зоны 51

Вода на поверхности астероидов поможет найти инопланетян

Возможно найден самолет Амелии Эрхарт

Гольфстрим может остановиться уже в 2025 году

Инопланетное вторжение началось в Китае

Как скоро люди отправятся на Марс

НЛО замечен над Мехико

Новорожденные газовые планеты могут быть плоскими

Округ Харрис лидирует по числу наблюдений НЛО в Техасе

Принц Филипп был очарован инопланетянами

Совместная лаборатория людей и пришельцев

Странные огни сняли в небе над Лас-Вегасом

Три НЛО замечены над Южной Флоридой

Флот НЛО замечен над Китаем

Фотография НЛО опубликована правительством США

Что на самом деле произошло в Розуэлле

Влияние первых звезд на первые галактики

Врачи на Земле впервые управляют роботом на МКС

Два металлических шара в небе над Блэкпулом

Еще один ключ к разгадке природы быстрых радиовсплесков

Зонд вернул вдвое больше обломков астероида Бенну

ИИ-вычисления скоро достигнут скорости света

Инопланетянам придется преодолеть два препятствия

Можем ли мы обнаружить астероид-убийцу

Наземные лазеры могут ускорить звездолеты

НАСА объявила массу образцов доставленных с астероида Бенну

НАСА проливает свет на сильно заряженную лунную пыль

НЛО видели в небе над шотландской деревней

Охота за жизнью на Марсе выходит на новый уровень

Парадоксальные мысли о феномене НЛО

Первые интуитивные машины полетят на Луну

Романтические отношения с инопланетными существами

Солдат находясь при смерти встретил Мрачного Жнеца

Сотни наблюдений возле загадочной авиабазы

Фото НЛО найдены в коллекции Национального архива

Я видел НЛО в два раза больше города

Активный вулканизм и движение коры Марса

В небе над Пермью заметили нечто

Вы видели НЛО в Айдахо

Геотермальная активность на ледяных карликовых планетах

Горячие точки сообщений о НЛО в США

Жизнь как планетарный регулятор

Загадочные сигналы из глубокого космоса

Звезда, похожая на матрешку, новая теория гравастаров

ИИ предсказывает функции неизвестных белков

Метаматериал делает возможным одностороннее стекло

Нечто с острова Уайт

НЛО используют лазерное оружие

Новый дизайн квантовых компьютеров

Понимание фундаментальной науки на Земле и в космосе

Пролетающие мимо звезды изменили эволюцию Земли

Собираемся ли мы узнать происхождение Луны

Странное поведение золота, возбужденного лазером

Уфологическое мероприятие OLM-2024

Уфологическое мероприятие в Апач-Джанкшен

Что выявило расследование Пентагона

Где используются фирменные дипломы, кто их использует

Аномальное явление в Курмайоре

В штате Вашингтон есть горячая точка НЛО

В штате Колорадо все чаще наблюдают НЛО

В этих штатах США больше всего наблюдений НЛО

Двойные экзопланеты в бездонной пустоте

Измерение расстояний с помощью быстрых радиовсплесков

Массивный протокластер вокруг квазара

Нанесены на карту горячие точки НЛО в Огайо

Не приезжайте в Хьюстон, чтобы увидеть НЛО

НЛО стреляет лазером по ядерной боеголовке

Округ Линкольн является излюбленным местом инопланетян

Открыли загадочную древнюю галактику

Прибор для раскрытия внутренней структуры атомных ядер

Секретный космосамолет X-37B заметили на орбите

Солнечное затмение на Марсе

Стартап хочет добывать полезные ископаемые на Луне

США делает большую ставку на частный космос

Титан, скорее всего, непригоден для жизни

Хак, заставляющий автомобильный радар галлюцинировать

Хаотические результаты в системах трех тел

В штате Колорадо все чаще наблюдают НЛО

Города с наибольшим количеством наблюдений НЛО

Документальный фильм о культе НЛО

Инопланетяне игнорируют Пенсильванию

Инопланетяне уничтожают ядерное оружие

Карта любимых мест инопланетян в США

Лучшие штаты для любителей НЛО

Неожиданно массивные галактики перепишут космологию

НЛО заметили в небе над Кентукки

НЛО перехватил и обезвредил ядерную ракету

НЛО перехватывают ракеты землян

НЛО сбил ядерную ракету лазером

НЛО сигарообразной формы над округом Салливан

Поиски пропавших молодых звезд

Потрясающий вид спиральной галактики NGC 4254

При отсутствии обоснованного сомнения

Простая технология для отслеживания лунных миссий

Сиэтл - горячая точка НЛО

Технология солнечных парусов прошла решающее испытание

Фонд Сол опубликовал видео с конференции по НЛО

Ажиотаж вокруг мозгового импланта Neuralink

Аэротакси очень скоро поступят в продажу

Выявили два типа выдающихся людей

Город пришельцев и пирамида на Меркурии

Идентифицировали молекулы воды на астероидах

Карта горячих точек НЛО по всей территории США

Крупный аэропорт назван горячей точкой НЛО

Люди с реальными суперспособностями

Метод эллипсоида SETI при поиске инопланетян

НЛО перехватил ядерную ракету над Калифорнией

НЛО попал на видео отдыхающих друзей

Обнаружен новый протопланетный диск

Описали астероиды из темной материи

Поиск новых частиц на БАК расширяют

Призрак разозлился и выжил фермера из дома

Сотни встреч с инопланетянами не могут быть объяснены

Третью экзопланету отыскали у звезды Тигардена

Уфолог призывает президента Доминиканы признать НЛО

Уфолог снял похищение инопланетянами

Франция раскрывает архив Секретных материалов

Возможность зарождения жизни на безводных планетах

Два майора рассекретили НЛО

Жизнь на Земле могла зародиться в щелочных озерах

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика