Органоид из стволовых клеток: учёные объяснили механизм формирования костей на ранней стадии и вырастили образец кости

Коллектив учёных из Технического университета Эйндховена и Медицинского центра Университета Неймегена им. святого Радбода Утрехтского (Нидерланды) описал механизм появления костной ткани на ранней стадии и вырастил из стволовых клеток органоид — упрощённую версию человеческой кости. Об этом сообщается в журнале Advanced Functional Materials. 

Перед исследователями стояла задача получить представление о костной ткани, которая формируется в организме человека на ранней стадии. Напомним, в формировании костей основную роль играют три типа клеток: остеобласты (молодые клетки, создают новую ткань), остеокласты (разрушают старую) и остеоциты (зрелые клетки, основной тип костной ткани).

Учёные отмечают, что ранее большинство исследований было сосредоточено на конкретном типе клеток, тогда как в этот раз им удалось сформировать похожий на настоящую кость органоид из двух видов клеток: остеобластов и остеоцитов.

«Благодаря этому мы впервые можем продемонстрировать полную картину ранней стадии процесса формирования костей», — сообщила доцент Технического университета Эйндховена Сандра Хофманн, специалист в области биоинженерии костной ткани.

Выращенный из стволовых клеток органоид выглядел как настоящая человеческая костная ткань на ранней стадии развития и обладал теми же характеристиками, заявляют исследователи. Представленные в нём оба типа клеток производили необходимые для нормальной работы белки, а межклеточное вещество костной ткани (матрикс) никак не отличалось от настоящего. 

Учёные отмечают, что процесс формирования костей ещё не исследован полностью, однако полученные результаты открывают перспективы для разгадки этого природного явления.

«Кость на 99% состоит из коллагена и минералов, но есть ещё 1% белков, которые крайне важны для успешного формирования костной ткани. Так какую роль играют эти белки? Как они содействуют формированию костей? До этого мы не имели возможности наблюдать основные этапы данного процесса на молекулярном уровне», — объясняет профессор Медицинского центра Университета Неймегена Нико Соммердейк.

Также по теме

Внеклеточный каркас: российские учёные получили биоматериал для восстановления тканей организма

Российские исследователи разработали способ получения внеклеточного матрикса — каркаса для соединительной ткани, который обеспечивает...

Учёные полагают, что их работа в перспективе приведёт к созданию уникальной технологии персонализированной медицины, поможет восстановлению костной ткани, лечению тяжёлых наследственных заболеваний, таких как болезнь Лобштейна — Вролика (болезнь «хрустального человека»). Они уверены, что в дальнейшем из стволовых клеток костного мозга можно будет выращивать полноценные образцы твёрдых тканей, предназначенных для лабораторного подбора препаратов и индивидуальных схем лечения пациентов. 

«Нужно учитывать, что многие заболевания зарождаются на молекулярном уровне, и там же проходит их лечение. По сути, теперь у нас есть простая система, заключённая в надёжную среду, где мы можем покопаться и понаблюдать за тем, как костные клетки реагируют на внешнее воздействие», — подытожил доцент Медицинского центра Университета Неймегена Анат Акива, специализирующийся в области цитологии.