Исследователи предлагают возможную клеточную терапию для стимулирования развития легких у хрупких недоношенных детей, страдающих редким заболеванием, называемым бронхолегочной дисплазией (БЛД), которое в самых тяжелых случаях может привести к пожизненным проблемам с дыханием и даже смерти.
Ученые из Медицинского центра детской больницы Цинциннати сообщают в Американском журнале респираторной и реанимационной медицины, что они изучили генетические сигнатуры в легких новорожденных доноров человека с помощью анализа секвенирования одноклеточной РНК. Они также выполнили обширные лабораторные тесты на мышиных моделях БЛД, включая компьютерный биоинформатический анализ.
Тесты привели к предложению разработать клеточную терапию на основе так называемых эндотелиальных клеток-предшественников c-KIT. Клетки распространены в легких эмбриона и новорожденного и помогают в образовании капилляров и воздушных мешков в легких, называемых альвеолами. Но недоношенные дети с уже недоразвитыми легкими часто полагаются на механическую помощь при дыхании, которая еще больше мешает раннему развитию легких, по словам Влад Калиниченко, д.м.н.D., Врач / исследователь Центра регенеративной медицины легких Детского перинатального института Цинциннати и ведущий исследователь.
«Секвенирование РНК ткани неонатального легкого человека и мыши показало, что легочным клеткам-предшественникам эндотелия c-KIT необходимы белки c-KIT и FOXF1 для стимуляции развития кровеносных сосудов и воздушных мешков», – сказал Калиниченко. “Клетки очень чувствительны к травмам из-за высоких концентраций кислорода, поэтому развитие легких у недоношенных детей при механической кислородной помощи затруднено. Наши результаты показывают, что использование c-KIT-положительных эндотелиальных клеток от доноров или их генерация с помощью плюрипотентных стволовых клеток может быть способом лечения БЛД или других заболеваний легких у детей, связанных с потерей альвеол и микрососудов легких.”
Калиниченко и его коллеги тщательно изучают важную роль гена FOXF1 в развитии легких. Исследователи также исследуют различные ситуации, когда мутация гена может нарушить функцию белка FOXF1, влияя на развитие легких или вызывая заболевание.
Доклинические результаты требуют дополнительного изучения
Это исследование является первым, предлагающим возможность использования донорских клеток-предшественников эндотелия легких c-KIT для терапии или клеток, полученных с помощью плюрипотентных стволовых клеток, которые могут стать клетками любого типа в организме и происходить из собственных клеток пациента. Этот вывод был частично основан на тестах, проведенных исследователями с использованием c-KIT-положительных эндотелиальных клеток-предшественников для лечения новорожденных мышей, подвергшихся гиперпоксии (избыточной оксигенации), для моделирования состояния БЛД у животных. Они обнаружили, что инфузия клеток периферической крови увеличивает образование легочных кровеносных сосудов и воздушных мешков у животных.
По его словам, потребуются обширные доклинические испытания на более крупных лабораторных животных, таких как крысы и овцы, прежде чем Калиниченко и его коллеги рассмотрят возможность рекомендовать метод клеточной терапии на пациентах. Дальнейшая работа также будет включать дальнейшее техническое уточнение терапевтического подхода и постоянное тестирование эффективности на животных моделях ПРЛ. Он также включает разработку специфического протокола дифференцировки клеток для создания c-KIT-положительных эндотелиальных клеток-предшественников из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, полученных от пациентов.
Калиниченко подсчитал, что дополнительные доклинические разработки потребуют примерно два-три года, прежде чем технология потенциально достигнет точки, когда ее можно будет предложить для возможных клинических испытаний.