Экспериментальная терапия бронхолегочной дисплазии c-KIT-клетками

Исследователи предложили вариант клеточной терапии, стимулирующей развитие легких у недоношенных детей, страдающих от бронхолегочной дисплазии (БЛД). Это заболевание развивается, когда при искусственной вентиляции легких давление воздуха повреждает слаборазвитые бронхи; в особо тяжелых случаях оно приводит к пожизненным проблемам с дыханием или к летальному исходу.

Ученые из медицинского центра при детской больнице Цинциннати изучили генетические сигнатуры пожертвованных им образцов легких новорожденных, секвенируя ДНК единичных клеток. Они также провели широкий спектр тестирований на мышиных моделях БЛД с компьютерным анализом полученных результатов.

Тесты выявили, что для терапевтических целей больше всего подходят c-KIT-положительные эндотелиальные прогениторные клетки. Они могут дифференцироваться в эндотелий различных типов и при этом экспрессируют гены с-KIT и FOXF1. У пациентов, больных БЛД, экспрессия этих генов понижена; при делеции FOXF1 пролиферация с-KIT-положительных клеток замедляется, а скорость апоптоза возрастает. В норме эти клетки присутствуют в легких эмбрионов и новорожденных и участвуют в формировании сосудов и альвеол. Однако недоношенные дети, рожденные с недоразвитыми легкими, часто живут за счет искусственной вентиляции, которая мешает их раннему формированию, утверждает доктор медицины Влад Калиниченко, физиолог и ведущий исследователь института перинатального центра Цинциннати.

«Секвенирование РНК у человека и мыши показало, что легочные c-KIT-положительные клетки нуждаются в белках c-KIT и FOXF1, чтобы выполнять свою функцию — стимулировать развитие сосудов и альвеол, — говорит Калиниченко, — Эти клетки очень чувствительны к высокому содержанию кислорода, поэтому развитие легких во время искусственной вентиляции затруднено. Согласно нашим исследованиям, использование c-KIT-позитивных эндотелиальных клеток, взятых у доноров или выращенных из плюрипотентных стволовых клеток самого пациента, может стать способом лечения БЛД и других детских легочных заболеваний, связанных с недоразвитием или потерей альвеол и микрососудов».

Это первое исследование, предлагающее использовать c-KIT-положительные клетки в терапевтических целях. С их помощью исследователи лечили новорожденных мышей, чьи легкие были обработаны кислородом в высокой концентрации, чтобы смоделировать БЛД. Оказалось, что инъекция этих клеток в периферический кровоток увеличивает количество кровеносных сосудов и альвеол в легких подопытных мышей.

Калиниченко и его коллеги всесторонне изучают роль гена FOXF1 в развитии легких. Также они исследуют случаи, когда мутации в этом гене могут нарушить функцию белка FOXF1 и вызвать легочное заболевание. То же происходит и при инактивации гена c-KIT.

По оценке Калиниченко, понадобится от двух до трех лет преклинических испытаний, прежде чем рекомендовать новую методику к тестированию на пациентах. Исследователи собираются прежде отработать ее на более крупных млекопитающих — крысах и овцах. Работа будет включать в себя оттачивание технических деталей и дальнейшее тестирование эффективности метода на животных. Кроме того, будет разработан специфический протокол для дифференцировки стволовых клеток пациента в c-KIT-положительные.