От хряща к раковым опухолям: трансляционные исследования в норвежском Центре изучения стволовых клеток

Доклад представляет исследовательскую деятельность Норвежского центра изучения стволовых клеток, расположенного в Университетском госпитале Осло и Институте фундаментальных медицинских наук университета Осло. Работы Центра сосредоточены на продукции индуцированных полипотентных клеток, их дифференцировке, характеризации и генной модификации (методики TALEN и CRISPR/CAS), роли эпигенетики и репарации ДНК в дифференцировке стволовых клеток, а также в нейровизуализации и функциональной оценке, включая нейро-оптогенетику. Медицинский факультет Университета Осло заключает двусторонние соглашения с исследовательскими и учебными организациями Санкт-Петербурга.

Репарация гиалинового хряща сейчас является одной из основных задач экспериментальных и клинических исследований Центра в рамках проектов (руководитель – Ян Бринчманн). Размноженные in vitro хондроциты используются для замещения гиалинового хряща, но обычно они развиваются в фиброзный хрящ. Лаборатория Бринчманна выявила несколько факторов, относящихся к хондрогенезу мезенхимных стволовых клеток человека in vitro, что было показано с помощью высокоразрешающего типирования мРНК (Brinchmann et al., 2012). В настоящее время идет сотрудничество с руководителем группы Джудит Стерк по применению технологий TALEN/CRISPR для направленных генетических манипуляций. Система CRISPR/Cas может использоваться для адресации Cas9 в конкретные области генома, где она осуществляет двунитевые разрезы ДНК. Регулирующая система включает в себя некодирующую «ведущую» РНК (gRNA), tracrRNA и белок Cas9. Группа Стерк применила эту систему для разработки человеческих полипотентных стволовых клеток (iPS/ES) с флуоресцентными маркерами в генных локусах Brachyury, Flk1, CD34 и CD45 и внедрила их в моделях in vitro миелодиспластического синдрома, включая генные модификации гемопоэтических стволовых клеток. Группа Стерк также осуществляет дифференцировку эмбриональных клеток человека в кроветворные предшественники, а также работает по экспансии и поддержании культур CD34+ клеток пуповинной крови.

Поиск физиологически адекватных моделей тканей включает и разработку трехмерных систем клеточных культур, являющихся новыми технологическими платформами для тканевой инженерии in vitro. Руководители групп Гаррет Салливэн и Джоэл Гловер применяют трехмерную принтерную технологию для создания многоклеточных структур печеночной и нервной ткани. Такие трехмерные клеточные системы в аспекте стволовых клеток человека и их производных могут быть использованы для изучения различных наследственных заболеваний, поражающих гепатоциты, нейроны, кардиомиоциты и т.д. 

В области онкологии, усилия Центра в настоящее время сконцентрированы на дендритоклеточной вакцине для лечения глиобластомы в клиническом проекте, руководимом Ивером Лангменом, совместно с руководителями групп Гуннаром Квалхеймом и Бринчманном. Терапевтическая вакцинация против аутологичных стволовых раковых клеток применяется уже десятилетиями. Однако можно ожидать лучшей эффективности такого лечения, используя дендритные клетки, трансфицированные мРНК из клеток глиобластомы от пациентов. Проведена фаза I/II испытаний вакцинотерапии с применением дендритных клеток, трансфицированных мРНК hTERT, сурвивина из клеток глиобластомы. Среди позитивных эффектов такой терапии - уменьшение размера опухоли и увеличение средней выживаемости без прогрессии заболевания (19,9 мес. у больных леченных вакциной из дендритных клеток) по сравнению с 7,9 мес. при стандартном лечении. 

Центр имеет два блока для производства клеток по стандартам GMP в целях культивирования аутологичных клеток и амплификации мРНК, обеспечивающих производство человеческих стволовых клеток и их дифференцированных производных в условиях строгого контроля, согласно директивам и правилам Европейского Союза. 

Трансляционные исследования стволовых клеток определены среди национальных приоритетов в Норвегии, что ведет к обустройству Центра по инициативе Министерства здравоохранении. Центр также поддерживает Национальную лабораторию по производству, хранению и оценке плюрипотентных стволовых клеток человека – единственную подобную структуру в Норвегии. Это учреждение стало применять технологию индуцируемых плюрипотентных стволовых клеток (iPS) в 2012 г., и его услуги доступны норвежским и зарубежным исследователям.