Из плюрипотентных стволовых клеток собак получили эритроциты

Переливание эритроцитарной массы бывает необходимо при многих тяжелых состояниях — кровопотерях, анемии, генетические заболевания крови, такие как серповидноклеточная анемия и β-талассемия. Однако донорской крови часто не хватает из-за сокращения числа доноров, вызванного старением населения. Остаются также проблемы совместимости донора и реципиента, особенно острые для некоторых редких групп крови, и риски передачи инфекций от доноров. В качестве альтернативы предложено производить эритроциты из плюрипотентных стволовых клеток (ПСК). Таким способом можно было бы получить эритроциты от универсальных доноров — группа I, Rh(-), подходящих для переливания реципиентам практически со всеми группами крови,— но для этого надо добиться высокой эффективности производства.

Собаки хорошо подходят для исследований в области трансляционной медицины. Они физиологически и генетически сходны с человеком, превосходя в этом отношении грызунов. Кроме того, в ветеринарной медицине есть спрос на передовые методы лечения, поэтому исследования, проведенные на собаках, легко могут получить поддержку. Исследователи из университета Осака Метрополитен и компании TOKIWA-Bio (Япония) получили клетки, подобные эритроцитам, из индуцированных стволовых клеток собак.

Основной поверхностный маркер человеческих эритроцитов — гликофорин А (GYPA или CD235a): он экспрессируется на ранних стадиях дифференцировки, а также присутствует на зрелых эритроцитах, утративших ядро. К собачьему варианту GYPA нет коммерчески доступных антител, поэтому авторы создали репортерную линию клеток, встроив в локус GYPA ген зеленого флуоресцентного белка EGFP с помощью системы CRISPR-Cas9 для визуализации экспрессии GYPA в процессе дифференцировки. Таким образом, клетки, дифференцирующиеся в эритроциты, получили флуоресцентный маркер.

Авторы разработали протокол для дифференцировки индуцированных плюрипотентных стволовых клеток собак (ciPSC) на основе существующих протоколов для человеческих клеток. Протокол включал посев на планшет с последующим пересевом и обработку факторами дифференцировки. ciPSC дифференцировались в эндотелиоподобные клетки, которые в итоге на 24-й день приобретали морфологию эритробластоподобных клеток (эритробласты — клетки предшественники эритроцитов). Появлялись также безъядерные эритроциты и клетки, подобные макрофагам.

Проточная цитометрия показала, что сначала клетки в культуре экспрессировали маркер плюрипотентности SSEA-1, но уже на третий день он исчезал. У собак, как и у людей, есть гены эмбрионального/фетального β-глобинов и гены β-глобинов взрослого типа; клетки, дифференцированные из ciPSC, экспрессировали как фетальный, так и «взрослый» гемоглобин. Всего 3% клеток, положительных по GYPA, утратили ядро, то есть завершили дифференцировку.

Таким образом, клетки, полученные авторами, еще не пригодны для переливания. Тем не менее сделан важный шаг к получению эритроцитов из ИПСК, и при условии повышения выхода эритроцитов и стабильной воспроизводимости будет возможно масштабирование и практическое применение технологии. Авторы подчеркивают, что их протокол не требует совместного культивирования с какими-либо питающими клетками животного происхождения, и до 12-го дня клетки растут на среде определенного состава, без добавления животных сывороток.

Микрогель улучшает свертываемость крови у младенцев