Группа учёных под руководством доктора Торстена Шлагера (Boston Children’s Hospital), Эри Накамуры и профессора Кодзи Это (Department of Clinical Application) определила дестабилизацию микротрубочек (МТ) как перспективную стратегию для увеличения производства тромбоцитов из иммортализованных клеточных линий-предшественников мегакариоцитов (imMKCLs), полученных из человеческих иПС-клеток. Исследование [опубликовано](https://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0326165) в журнале PLOS One.
Проблема переливания тромбоцитов
Переливания тромбоцитов необходимы для лечения тромбоцитопении и нарушений свёртываемости крови. Однако тромбоциты, полученные от доноров, имеют ограничения, такие как короткий срок хранения, нехватка поставок и иммунная несовместимость.
Решение проблемы
Для решения этих критических проблем лаборатория Это разработала imMKCLs — условно иммортализованные линии мегакариоцитов, полученные из человеческих иПС-клеток. Эти линии можно расширять и созревать для производства функциональных тромбоцитов. Однако при статических условиях культивирования выход тромбоцитов остаётся неоптимальным.
Наблюдения и выводы
Используя визуализацию отдельных клеток в реальном времени, исследовательская группа обнаружила, что imMKCLs демонстрируют асинхронное и гетерогенное [производство тромбоцитов](https://phys.org/tags/platelet+production/), причём только меньшая часть клеток выпускает большое количество тромбоцит-подобных частиц (PLP).
С помощью высокопроизводительного скрининга химических генетик выявились агенты, дестабилизирующие МТ, в частности алкалоиды барвинка, такие как винcristine (ВКС), как мощные усилители формирования протромбоцитарных выростов.
Лечение ВКС на третий день дифференцировки значительно увеличило выход PLP, особенно в условиях культуры с усиленной турбулентностью с использованием биореактора VerMES. Эти результаты демонстрируют, что своевременная дестабилизация микротрубочек усиливает биогенез тромбоцитов из мегакариоцитов, полученных из иПС-клеток, не нарушая их функции.
Дальнейший анализ выявил обратную корреляцию между содержанием МТ и выходом тромбоцитов. По сравнению со статическими культурами, imMKCLs, культивируемые в условиях [турбулентного потока](https://phys.org/tags/turbulent+flow/), показали снижение окрашивания МТ и более высокую продуктивность тромбоцитов. Добавление ВКС дополнительно повысило выход, с оптимальными эффектами, наблюдаемыми при применении на третий день, после полиплоидизации, но до формирования протромбоцитарных выростов. Раннее или позднее лечение ВКС снижало эффективность, подчёркивая критическое временное окно для вмешательства.
Важно отметить, что тромбоциты, полученные при лечении ВКС, сохранили ключевые функциональные свойства. Проточная цитометрия и конфокальная визуализация подтвердили чувствительность к активационным агонистам, низкое связывание с аннексином V и способность распространяться на поверхностях, покрытых фибриногеном.
Эксперименты in vivo с использованием тромбоцитопенических мышей NSGS-SGM3 продемонстрировали, что тромбоциты, обработанные ВКС, эффективно восстанавливали гемостаз, хотя более высокие дозы ВКС несколько снижали постоянство тромбоцитов и структуру маргинальной зоны.
Это исследование подчёркивает роль динамики МТ в созревании мегакариоцитов и биогенезе тромбоцитов. Используя одобренные FDA соединения, такие как ВКС, исследователи представляют практический метод повышения выхода тромбоцитов из источников, полученных из иПС-клеток. Эти открытия открывают путь к созданию масштабируемых и экономически эффективных систем производства тромбоцитов для трансфузионной медицины. Будущая работа направлена на выяснение механизма модуляции МТ и его роли во время созревания.
Предоставлено: [Киотский университет](https://phys.org/partners/kyoto-university/)