Стволовые клетки – путь к ускорению регенерации костной ткани

Возможность контролировать дифференцировку стволовых клеток в костные открывает широкие перспективы для развития регенеративной медицины и терапии метаболических заболеваний костной ткани.

Фото © www.news.argumenti.ru

Эпигенетика представляет собой изучение закономерностей изменения экспрессии генов или фенотипа клетки, вызванных механизмами, не затрагивающими изменение последовательности ДНК. Эпигенетику можно определить как процесс взаимодействия генотипа организма с внешней средой при формировании фенотипа.

На сегодняшний день профессор стоматологической школы Калифорнийского университета Лос-Анджелеса (UCLA), ведущий ученый-онколог д-р Кун-Ю Вонг (Cun-Yu Wang) и группа исследователей под его руководством совершили значительный прорыв в этом направлении. Ученые обнаружили два основных эпигенетических регуляторных гена, которые определяют судьбу взрослых стволовых клеток костного мозга человека.

Целью исследования явилось стремление ученых к лучшему пониманию эпигенетических механизмов регуляции дифференцировки стволовых клеток, в которых структура генов изменяется, в то время как последовательность ДНК остается прежней. Д-р Вонг и его коллеги обнаружили, что два фермента-активатора, KDM4B и KDM6B, могут способствовать дифференцировке стволовых клеток в клетки костной ткани путем удаления метильной группы из белков-гистонов, необходимых для сборки и упаковки нитей ДНК в хромосомы. Этот процесс происходит путем активации определенных генов, отвечающих за одно направление дифференцировки клеток и одновременного ингибирования генов, отвечающих за другое ее направление.

Результаты опытов, проведенных на лабораторных мышах, показали, что в результате определенной химической реакции ферменты KDM4B и KDM6B могут избирательно активировать гены, которые способствуют дифференцировке стволовых клеток в клетки костной ткани, в то время как ингибирование их приводит к перерождению стволовых клеток в жировые.

Данная работа может стать основой разработки методов применения стволовых клеток в регенеративной медицине для ускорения заживления костных ран, в том числе, в челюстно-лицевой хирургии, травматологии и имплантологии, а также при лечении таких метаболических заболеваний костной ткани, как остеопороз.

«Интересно, что у пожилых особей мышей, а также у животных с остеопорозом мы выявили высокий уровень метильных групп в составе белков-гистонов, которые в норме выводятся из организма ферментами KDM4B и KDM6B у молодых и здоровых мышей, – отметил д-р Вонг. – А поскольку эти ферменты легко модифицируются путем химических реакций, их свойства могут в будущем применяться для ускорения регенерации костной ткани у пожилых пациентов и при лечении остеопороза».

По мнению д-ра Но-Хи Парка (No-Hee Park), декана стоматологической школы Калифорнийского университета, открытие ученых под руководством профессора Вонга имеет большое значение для челюстно-лицевой хирургии, имплантологии и лечения остеопороза. «Поскольку большинство людей достигает возраста, когда остеопороз и заболевания пародонта чаще всего неизбежны, эти исследования могут быть очень ценными с точки зрения геронтологии и гериатрической стоматологии» – подчеркнул он.

По материалам www.sciencedaily.com