В МГУ им. М.В. Ломоносова открыли, что мезенхимальные (стромальные) стволовые клетки (МСК) могут передавать повреждённым клеткам собственные митохондрии – клеточные «энергетические станции». В этом смысле стволовые клетки оказались больше похожи на спасателей, чем на строителей. Замена в нейронах и астроцитах повреждённых митохондрий на здоровые позволяет этим клеткам мозга вернуться к нормальной работе. У животных, прошедших такую терапию, гораздо лучше восстанавливались функции мозга после инсульта. Кроме того, учёные открыли белок Miro1, усиливающий этот эффект.

Мезенхимальные (стромальные) стволовые клетки (МСК) – клетки-предшественницы, способные к кроветворению и дифференцировке в несколько клеточных типов: остеобласты, хондроциты, адипоциты, миоциты, кардиомиоциты, нейроны и т. д. Поэтому МСК используются для заместительной и восстановительной терапий, генной и клеточной инженерий.

До недавнего времени костный мозг считался единственным источником МСК в организме взрослого человека. Впоследствии МСК были получены из жировой ткани, ткани пуповины и плаценты. Эти ткани более доступны для выделения МСК, а содержание МСК в них не уступает тому, что может дать костный мозг, а иногда даже превосходит его. Однако учёные до сих пор подвергают сомнению идентичность МСК, получаемых из разных источников.

Суть поставленного в МГУ эксперимента заключалась в том, что в мозг перенесшим инсульт крысам вводились стволовые клетки, митохондрии которых были помечены зелёным флуоресцентным белком GFP. Через некоторое время в клетках мозга этих крыс обнаруживались митохондрии, окрашенные зелёным, от стволовых клеток.

Параллельно эти результаты были подтверждены в экспериментах in vitro, на культурах клеток.

Когда крысам вводили МСК, они не только лучше проходили неврологические тесты, но и имели меньшую зону повреждения в очаге инфаркта, чем контрольная группа, не получавшая лечения.

При этом стволовые клетки с увеличенной экспрессией белка Miro1 более активно передавали свои митохондрии повреждённым клеткам, и результаты восстановления неврологических тестов у таких животных были выше.

Ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского  МГУ, доктор биологических наук, профессор РАН Егор Юрьевич Плотников так прокомментировал прорывную работу своего коллектива: «Одна из ключевых проблем использования стволовых клеток в широкой клинической практике ­– слабая изученность механизмов их действия.

То, что они обладают терапевтическими свойствами уже давно не вызывает сомнений, однако без доказанных механизмов это многообещающее направление всё ещё не может широко применяться. Ранее считалось, что терапевтический эффект стволовых клеток заключается в том, что они активно встраиваются в ткань, например, мозга, и замещают повреждённые клетки за счет дифференцировки в нейроны.

Однако это никогда не было строго доказано. Как мы показали в этой своей работе, это не так или не всегда так. Мы уверены, что основной механизм терапевтического действия стволовых клеток кроется именно в «починке» сломанных клеток: МСК выступают как «доноры» митохондрий, а потом элиминируются (выводятся – прим.ред.) организмом. После передачи митохондрий из стволовых клеток в мозговые последние восстанавливали свои энергетические функции и способность к пролиферации (размножению путём деления – прим.ред.).

Главное наше открытие, что мы нашли белок, регуляция экспрессии которого позволяет усилить эффект терапии стволовыми клетками. Крысы, которым вводились стволовые клетки с увеличенной экспрессией белка Miro1, имели гораздо меньший неврологический дефицит после инсульта, то есть лучше владели конечностью, которая не работала из-за поражения сенсомоторной зоны мозга. А ведь это именно то, что в первую очередь интересует врачей-неврологов – возвращение мозга к нормальному функционированию. Мы надеемся, что наша работа вместе с другими позволит, наконец, технологии стволовых клеток выйти в общепринятую клиническую практику и спасать человеческие жизни».

Статья об этом исследовании опубликована в журнале Molecules.