Стволовые клетки как модель для изучения патогенеза заболеваний сердечно-сосудистой системы

 

Стволовые клетки представляют собой ценный ресурс клеточной терапии при многих сердечно-сосудистых заболеваниях. Наиболее обширными нишами стволовых клеток взрослого организма являются красный костный мозг и жировая ткань. При этом мезенхимные (мезенхимальные) стволовые клетки (МСК) входящие в состав этих тканей выполняют широкий спектр функций, обеспечивая трофику и поддержку по отношению к иным типам клеток, синтезируя и секретируя факторы роста и компоненты сигнальных каскадов, и обладая высоким уровнем пластичности.

Однако при ряде патологических состояний, в частности, при развитии сердечно-сосудистой патологии, сердечной недостаточности и сахарного диабета функции стволовых клеток в организме могут изменяться, падает их пролиферативный и дифференцировочный потенциал, что делает их потенциальное применение для клеточной терапии затруднительным. Поскольку стволовые и прогениторные клетки выполняют in vivo важнейшие биологические функции, определяя ход процессов роста, развития, адаптации и регенерации, нарушение их функциональных свойств, развивающееся в результате генетических, метаболических и иных нарушений, определяет задержку роста и развития, а также снижение адаптивного и регенеративного потенциала организма.

Именно изучению измененных свойств стволовых клеток в условиях сердечно-сосудистой патологии была посвящена работа научно-исследовательских лабораторий Центра в рамках совместной со странами Евросоюза 7 рамочной программы «Изучение молекулярно-клеточных механизмов сердечных заболеваний, ассоциированных с диабетом и избыточным весом». В данном исследовании была проведена оценка функциональные свойства МСК костного мозга и подкожной жировой ткани, была проведена комплексная оценка пролиферативной активности, пластичности и секреторной функции этих клеток, в том числе в сочетании с такими коморбидными состояниями, как ожирение и сахарный диабет. Помимо обширного исследования функций стволовых клеток, в сотрудничестве с лабораториями Института сердечно-сосудистых заболеваний была проведена детальньная клиническая характеристика больных с сердечной недостаточностью, функциональное исследование сердечно-сосудистой и эндокринной систем, оценка компонентного состава тела, сомнологических нарушений, психологического статуса. В результате исследования было показано, что наличие сахарного диабета приводит к существенному снижению пролиферативной активности стволовых клеток, и воздействует на некоторые ключевые цитокины, вовлеченные в регуляцию ангиогенеза и воспаления, а ожирение, наоборот, обладает протективным эффектом, подтверждая, тем самым, существования так называемого «парадокса ожирения» на клеточном уровне. Ключевым результатом проведенных исследований явилась возможность частично восстановливать пролиферативные и дифференцировочные свойcтва прогениторных клеток больных сердечной недостаточностью путем модификации условий их культивирования. Так, было показано, что снижение плотности клеток при культивировании сопровождалось существенным увеличением числа удвоений клеточной популяции при сохранении стабильной пролиферативной активности, а гипоксия дополнительно увеличивала продолжительность поддержания высокой пролиферативной активности образца без развития признаков репликативного старения.