Как правило, беременной женщине может быть проведено УЗИ плода, чтобы узнать пол ее ребенка между 18 и 20 неделями беременности. Но каждый год во время беременности или после родов 40 000 женщин также узнают, что у их детей врожденные пороки сердца, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний.
Младенцы с врожденными пороками сердца часто переносят несколько операций на сердце или даже трансплантацию до своего первого дня рождения. Но Шон Кунисаки, доктор медицины, детский хирург и доцент хирургии в Мичиганском университете, и его хирургическая бригада тестируют новый метод регенерации дефектной ткани сердца, чтобы однажды в этих многочисленных операциях больше не было необходимости.
«Мы знаем, что клетки сердца ребенка функционируют, но мышца развивалась ненормально», – говорит ведущий автор исследования д-р. Кунисаки сказал. «Мы должны найти правильный источник новых клеток, чтобы заменить поврежденные клетки или создать новую ткань, чтобы увеличить поврежденное сердце."
Дефицит стволовых клеток
До сих пор эмбриональные стволовые клетки демонстрировали способность трансформироваться в различные типы тканей органов, но этика, окружающая процесс уничтожения эмбриона для достижения этого результата, вызывала разногласия.
Стволовые клетки костного мозга также казались многообещающими, но такие клетки, очевидно, трудно получить от плода. Кроме того, получение костного мозга от донора сопряжено с таким же риском, что и трансплантация сердца – необходимость подавления иммунной системы новорожденного, чтобы его тело не отторгало чужеродные клетки. «Кроме того, клетки костного мозга созданы не для того, чтобы функционировать подобно клеткам сердечной мышцы, а, скорее, для защиты от воспаления», – сказал доктор. Кунисаки объяснил.
Также рассматривались сердечные стволовые клетки, которые находятся в сердце, но сердце содержит очень ограниченное количество этих стволовых клеток.
Однако амниотические стволовые клетки имеют тот же генетический состав, что и плод. Таким образом, такой подход исключает возможность отторжения клеток организмом новорожденного. И эти клетки легко получить с помощью амниоцентеза, стандартного пренатального генетического теста, при котором жидкость извлекается из амниотического мешка.
Превращение в клетки сердечной мышцы
Начиная с последнего квартала 2011 г. Кунисаки и его команда получили образцы околоплодных вод восьми беременных женщин. Они извлекли тип клеток, называемых мезенхимальными стромальными клетками, которые являются наиболее распространенным типом клеток в околоплодных водах.
Следующим шагом было преобразование этих клеток в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки с точным генетическим составом плода.
Этот шаг включал генетическое перепрограммирование клеток, чтобы они были, подобно эмбриональным стволовым клеткам, достаточно гибкими, чтобы трансформироваться в любую клетку человеческого тела, например, в сердечную мышцу.
«Когда у вас есть настоящие стволовые клетки, вы можете подвергнуть эти клетки культивированию, что способствует их трансформации в сердечную клетку», – сказал доктор.
Кунисаки сообщил.
После трех недель культивирования доктор. Кунисаки и его команда наблюдали, как амниотические стволовые клетки трансформируются в клетки сердечной мышцы.
Команда подтвердила, что клетки действительно были сердечными клетками с тестом на антитела, который имеет сигнатурные белки, которые связываются только с определенными типами клеток – в данном случае с недавно выросшими сердечными клетками. «И вы могли видеть, как эти клетки бьются в чашке для культивирования», – добавил он.
Следующие шаги и конечные цели
В будущем доктор.
Кунисаки предполагает, что сможет доставлять амниотические стволовые клетки младенцам с врожденными пороками сердца вскоре после родов. Затем клетки начнут регенерировать поврежденную ткань в здоровое сердце или могут служить для увеличения операций на сердце. Это лечение может помочь новорожденным выжить без трансплантата.
"Младенцы во всем должны полагаться на маму и плаценту.
После рождения им приходится полагаться на собственное сердце, чтобы функционировать ", – сказал доктор. Кунисаки объяснил. "Идеальная ситуация – иметь стволовые клетки сердца, когда они родились. Мы диагностируем пороки сердца примерно на 20 неделе беременности. Эти временные рамки дают пять месяцев или около того, чтобы генерировать сердечные клетки для использования при рождении."
Лабораторный процесс исследователей по превращению клеток околоплодных вод в бьющиеся клетки сердца занял чуть менее 12 недель. Следующим шагом является перенос исследования на модель мыши, которую доктор. По оценкам Кунисаки, начнется в 2014 году. Последним шагом будет тестирование процедуры на реальном ребенке.
"Беременность должна быть временем, чтобы отпраздновать и приветствовать нового члена семьи в этом мире. Одна из самых сложных частей моей работы хирурга – сказать семье, что у их ребенка порок сердца ", – сказал доктор.
Кунисаки сказал. "Вместо этого этим семьям приходится говорить о непредвиденных обстоятельствах, например о том, как ухаживать за тяжелобольным ребенком после рождения. Часто утешительных ответов не так много, но наша цель – предложить больше вариантов."