«Текущие варианты лечения для пациентов, страдающих от гипопитуитаризма, дисфункции гипофизарной железы, совсем не оптимальны», говорит первый автор исследования Бастиан Циммер Слоана Институт Кеттеринга Исследований рака. «Замена клетки могла предложить более постоянный терапевтический выбор с плюрипотентными полученными из стволовой клетки производящими гормон клетками, которые функционально объединяют и отвечают на позитивные и негативные отклики от тела. Достижение такой долгосрочной цели может привести к потенциальному лечению, не только лечению, для тех пациентов».
Гипофизарная железа – основной регулятор гормонального производства в теле, выпуская гормоны, которые играют ключевую роль в росте кости и ткани, метаболизме, репродуктивных функциях и ответе напряжения. Гипопитуитаризм может быть вызван опухолями, генетическими дефектами, мозговой травмой, свободными и инфекционными заболеваниями или радиационной терапией. Последствия гипофизарной дисфункции – широкое расположение и особенно серьезный в детях, которые могут перенести серьезные проблемы с обучаемостью, рост и скелетные проблемы, а также эффекты на половую зрелость и сексуальную функцию.В настоящее время пациенты с гипопитуитаризмом должны взять дорогие, пожизненные гормональные заместительные терапии, которые плохо подражают сложным образцам тела гормональной секреции, которая колеблется с циркадными ритмами и отвечает на обратную связь от других органов.
В отличие от этого, заместительные терапии клетки открывают перспективу для того, чтобы постоянно восстановить естественные образцы гормональной секреции, избегая потребности в дорогостоящем, пожизненном лечении.Недавно, ученые разработали способ для создания гипофизарных клеток от человеческих плюрипотентных стволовых клеток – неограниченного источника клетки для регенеративной медицины – использующий organoid культуры, которые подражают 3D организации развивающейся гипофизарной железы. Однако этот подход неэффективен и сложен, полагается на неточно указанные клеточные сигналы, испытывает недостаток в воспроизводимости, и не масштабируем или подходит для производства клетки клинического сорта.Чтобы обратиться к этим ограничениям, Циммеру и главному автору исследования Лоренцу Штудеру Слоана, Институт Кеттеринга Исследований рака разработал простую, эффективную, и прочную основанную на стволовой клетке стратегию того, чтобы достоверно произвести большое количество разнообразных, функциональных гипофизарных типов клетки, подходящих для терапевтического использования.
Вместо того, чтобы подражать сложной 3D организации развивающейся гипофизарной железы, этот подход полагается на точно рассчитанное воздействие человеческих плюрипотентных стволовых клеток к нескольким определенным клеточным сигналам, которые, как известно, играют важную роль во время эмбрионального развития.Воздействие этих белков вызвало стволовые клетки, чтобы превратиться в различные типы функциональных гипофизарных клеток, которые выпустили гормоны, важные для роста кости и ткани (т.е., соматотропин), ответ напряжения (т.е., adrenocorticotropic гормон), и репродуктивные функции (т.е., пролактин, стимулирующий стручок гормон и luteinizing гормон). Кроме того, эти полученные из стволовой клетки клетки выпустили различные суммы гормона в ответ на известные сигналы обратной связи, произведенные другими органами в теле.
Чтобы проверить терапевтический потенциал этого подхода, исследователи пересадили полученные из стволовой клетки гипофизарные клетки под шкурой крыс, гипофизарная железа которых была хирургическая удаленный. Клетка прививает не, только спрятал adrenocorticotropic гормон, пролактин и стимулирующий стручок гормон, но они также вызвали соответствующие гормональные ответы в почках.Исследователи также смогли управлять относительным составом различных гормональных типов клетки просто, выставив человеческие плюрипотентные стволовые клетки различным отношениям двух белков: фактор роста фибробласта 8 и кость морфогенетический белок 2. Это открытие предполагает, что их подход мог быть скроен, чтобы произвести определенные типы клетки для пациентов с различными типами гипопитуитаризма. «Для широкого применения полученных из стволовой клетки гипофизарных клеток в будущем заместительная терапия клетки, возможно, должна быть настроена к определенным потребностям данного терпеливого населения», говорит Циммер.
В будущих исследованиях исследователи планируют далее улучшить протокол, чтобы произвести чистое население различных выпускающих гормон типов клетки, позволяя производство пересадок ткани, которые созданы в соответствии с нуждами отдельных пациентов. Они также проверят этот подход к более клинически соответствующим моделям животных, которым вызвала гипофизарное повреждение радиационная терапия и получают пересадки ткани в или около гипофизарной железы, а не под кожей. Это исследование могло иметь важные последствия для выживших после рака, учитывая, что гипопитуитаризм – одна из главных причин низкого качества жизни после мозговой радиационной терапии.«Наши результаты представляют первый шаг в лечении гипопитуитаризма, но это не означает, что болезнь будет постоянно вылечена в ближайшем будущем», говорит Циммер. «Однако наша работа иллюстрирует обещание человеческих плюрипотентных стволовых клеток, поскольку это представляет прямой путь к пониманию обещания регенеративной медицины для определенных гормональных беспорядков».
Исследователи были поддержаны Наукой Стволовой клетки штата Нью-Йорк и Фондом Старра. Работа была далее поддержана частично Национальными Институтами Здоровья и Национальным Онкологическим институтом.