Группа исследователей из Свободного университета Брюсселя под руководством молекулярного эмбриолога Сабины Костальола (Sabine Costagliola) вырастила генерацию работающих фолликулярных клеток щитовидной железы из стволовых клеток.
Стволовые клетки были модифицированы в результате генно-инженерных манипуляций с внесением в них генов, кодирующих два белка, NKX2-1 и PAX-8. Вместе эти белки синтезируются только в щитовидной железе. При выращивании таких генетически модифицированных клеток в чашках Петри в присутствии тироид-стимулирующего гормона они превращались в клетки щитовидной железы.
Для того чтобы стать функциональными, клеткам щитовидной железы необходимо организоваться в объемные структуры, небольшие сферические фолликулы с полостью, в которой по мере необходимости будет скапливаться йодид, входящий в состав ряда гормонов, продуцируемых щитовидной железой.
Клетки щитовидной железы, получившиеся из стволовых клеток, спонтанно группировались в фолликулы, подобные тем, из которых состоит нормальная щитовидная железа.
Как показали Костальола с соавторами, эти фолликулы были способны улавливать йодиды и синтезировать тиреоидные гормоны.
«Когда мы начинали работу над проектом, мы надеялись лишь получить несколько клеток, которые могут быть использованы для изучения физиологии щитовидной железы», — говорит исследовательница. «Мы совершенно не ожидали получить фолликулы щитовидной железы», — добавляет она.
На следующем этапе ученые наблюдали за функцией фолликулярных стволовых клеток, выращенных из стволовых, в живом организме мыши с гипотиреозом. Это состояние у мышей вызывали инъекцией радиоактивного йода, который накапливается в щитовидной железе, вызывая ее увядание. Спустя четыре недели, как только были установлены признаки гипотиреоза, мышам подсаживали выращенные фолликулы. Из девяти подопытных животных с такой трансплантацией восемь полностью излечились, уровень гормонов щитовидной железы у них поднялся до нормального.
Подобно предыдущим работам по экспериментальной регенеративной медицине, в которой выращивались ткани для замены пораженных органов (например, трахеи, роговицы), результаты, полученные на мышах, предстоит воспроизвести на человеке.
По словам соавтора Костальолы Франческо Антоника (Francesco Antonica), возможно, для этого будут использованы индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, полученные путем перепрограммирования из клеток самих пациентов с гипотиреозом. Автор метода перепрограммирования, японский ученый Синья Яманака (Shinya Yamanaka) на этой неделе стал лауреатом Нобелевской премии.
Подобие стволовых клеток, выращенных из клеток пациента, может стать исходным материалом для получения клеток фолликулов щитовидной железы, которые восстановят работу железы больного.
