Возобновляемый источник бурых жировых клеток и простой метод их создания в культурах клеток были обнаружены исследователями A * STAR и могут помочь в разработке персонализированных методов лечения метаболических заболеваний.
В организме есть два основных типа жировых клеток или адипоцитов; белые адипоциты, которые накапливают энергию, и коричневые адипоциты, которые сжигают энергию и выделяют тепло. У младенцев много коричневых адипоцитов, поскольку они помогают младенцам согреться, но недавно ученые обнаружили, что эти клетки также существуют в небольших количествах у взрослых. Поощряя организм использовать, а не накапливать избыточную энергию, коричневые адипоциты могут оказаться полезными для инженерной модуляции потребления энергии и регулирования уровня сахара в крови – двух механизмов, которые могут дать сбой при метаболических нарушениях, таких как ожирение и диабет.
До сих пор не существовало безопасного и надежного метода получения больших количеств коричневых адипоцитов для изучения их терапевтического потенциала. Новый метод, разработанный Майклом Рагхунатом, Седриком Бадовски и его коллегами из Института медицинской биологии A * STAR вместе с учеными из Национального университета Сингапура (NUS), основан на раскрытии потенциала мезенхимальных стволовых клеток, взятых из костей человека. костный мозг (bmMSCs), чтобы дифференцироваться в коричневые адипоциты.
"Мы хотели определить, какие жировые клетки присутствуют в костном мозге взрослого человека, потому что раньше это не было полностью исследовано," объясняет Мишель Ли, исследователь проекта. "К нашему удивлению, мы обнаружили присутствие коричневых адипоцитов и обнаружили, что среда костного мозга может запускать дифференцировку bmMSC в коричневые жировые клетки. Мы решили смоделировать эту среду в лаборатории."
Когда стволовые клетки извлекаются из организма и помещаются в культуры, они теряют тесную сложную микросреду, которая позволяет им создавать защитный внеклеточный матрикс и правильно функционировать. Команда использовала технику под названием «макромолекулярное скопление», чтобы имитировать микросреду и стимулировать дифференциацию bmMSC. Ли объясняет, что добавление дополнительных молекул для увеличения объема культуры усиливает механизмы реакции внутри культуры, что позволяет клеткам секретировать и реконструировать внеклеточный матрикс.
Используя ультрасовременные микроскопы для визуализации процессов, исследователи обнаружили, что скопление макромолекул создает вокруг стволовых клеток кокон из коллагена, значительно усиливая матричную сигнализацию и стимулируя большое количество жизнеспособных, полнофункциональных коричневых адипоцитов из bmMSC (см. Изображение).
"Как только потенциал этой технологии будет полностью исследован, мы сможем изменить лечение метаболических расстройств и принести значительную пользу обществу," говорит Бадовски.