Учёные создали орган-на-чипе для изучения преждевременного старения
Прогерия Хатчинсона-Гилфорда – это чрезвычайно редкое врожденное генетическое заболевание, из-за которого происходит ускоренное старение. В мире пока зарегистрировано не более 80 случаев, однако учёные работают над тем, чтобы устранить его.
При этом заболевании -за мутации гена возникает дефект белка ламина А, входящего в состав оболочки клеточного ядра. Это приводит нарушению репарации ДНК, другим биохимическим дефектам и, как следствие, к стремительному старению организма. При этом, процесс запускает в детском возрасте, из-за чего дети получают весь «букет» старческих проблем – деформированный скелет, морщинистая кожа, атрофичная подкожная клетчатка, быстро развиваются нарушения обмена веществ, поражение миокарда и атеросклероз. Средняя продолжительность жизни составляет 13 лет, причиной смерти, как правило, становятся сердечно-сосудистые заболевания.
1 of 3
И вот международной группой учёных из Массачусетского технологического института был разработан искусственный орган-на-чипе, который позволил выяснить, как клетки сосудов реагируют на их сокращения в норме и при заболеваниях. В составе группы работали специалисты из США, Португалии, Нидерландов и Франции.
Ученые заселили «сосуд» в органе гладкомышечными клетками, дифференцированными из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, которые получили из фибробластов здоровых людей и пациентов с прогерией, после чего подвергли их цикличным растяжениям. Уже через 24 часа клетки начали выстраиваться перпендикулярно направлению механической силы и соединяться друг с другом, как в живом кровеносном сосуде.
Выяснилось, что в здоровых клетках и физиологическое, и патологическое растяжение привело к уменьшению уровня ламина А. В отличие от них, в клетках пациентов с прогерией физиологическое растяжение приводило к небольшому повышению уровня дефектного варианта этого белка — прогерина, а патологическое — к снижению экспрессии прогерина и повышению — нормальной формы ламина А.
Также выяснилось, что накопление прогерина приводит к увеличению механочувствительности гладкомышечных клеток и, как следствие, воспалительному ответу в них. В частности, в клетках с дефектным геном циклическое 16-процентное растяжение вызывало повышенную экспрессию маркеров воспаления IL6, IL1B и JUN, маркера гипертонического повреждения сосудов CAV1, а также рост числа повреждений ДНК, чего не наблюдается при культивировании без механической нагрузки и в здоровых клетках. В эксперименте с органом-на-чипе ученым удалось обратить подобный воспалительный ответ в дефектных клетках.
Созданная платформа подходит для изучения роли биомеханики в сосудистой биологии, в частности в условиях заболеваний сосудов и старения, при этом облегчая поиск новых лекарств и мишеней для терапии
Учёные
Загрузка ...
