Исследовательский проект «Исследование влияния активных форм кислорода на стволовые клетки и их роль в патогенезе атеросклероза»

Атеросклероз является одной из ведущих причин сердечно-сосудистых заболеваний и начинается с повреждения эндотелия сосудов. Окислительный стресс играет ключевую роль в этом процессе, повреждая эндотелиальные клетки (ЭК). В ответ на повреждения активируются мезенхимальные стволовые клетки (МСК), которые должны дифференцироваться в эндотелиальные клетки предшественники (ЭКП) для восстановления поврежденного эндотелия. Однако воздействие повреждающих факторов, таких как активные формы кислорода (АФК), может привести к неправильной дифференцировке ЭКП, что в свою очередь может быть ключевым механизмом образования атером, противоречащим классической теории.

Проблемы:

1. Механизм развития атеросклероза недостаточно изучен.
2. Отсутствует достоверная информация о роли стволовых клеток в патогенезе атеросклероза.
3. Не исследовано влияние активных форм кислорода на поведение стволовых клеток.
4. Недостаточно изучено влияние активных форм кислорода на дифференцировку стволовых клеток, что может привести к осложнениям при их применении в клеточной терапии.

Поиск решения. Современные исследования активно направлены на поиск новых методов диагностики и лечения атеросклероза. С развитием технологий клеточной терапии, включая использование мезенхимальных стволовых клеток (МСК), открываются новые горизонты для лечения различных заболеваний. Однако влияние оксидативного стресса на поведение стволовых клеток требует детального изучения. В данном проекте планируется экспериментально исследовать повреждающее воздействие активных форм кислорода на дифференцировку стволовых клеток.

Гипотеза. Предполагается, что ключевую роль в развитии атеросклероза играют не гладкомышечные клетки, как считалось ранее, а именно эндотелиальные клетки предшественники (ЭКП). Наличие активных форм кислорода в крови может индуцировать неконтролируемую пролиферацию и дифференцировку ЭКП в остеобласты и адипоциты, что может способствовать образованию атеромы.

Цель. Доказать, что воздействие активных форм кислорода на эндотелиальные клетки предшественники приводит к их неверной дифференцировке в сторону адипогенных и остеогенных клеточных линий.

Задачи:

1. Изучить литературу по активным формам кислорода (АФК), эндотелиальным клеткам предшественникам и их функциям.
2. Провести экспериментальные исследования по дифференцировке стволовых клеток в условиях оксидативного стресса.
3. Обработать результаты эксперимента и сделать выводы.

Новизна. Проект исследует механизм, который запускает неверную дифференцировку стволовых клеток, что позволяет пересмотреть роль ЭКП в патогенезе атеросклероза. Полученные результаты могут изменить существующие представления о причинах возникновения атеросклероза и стать основой для разработки новых терапевтических подходов в лечении сердечно-сосудистых заболеваний.

Предмет исследования. Эндотелиальные клетки предшественники при оксидативном стрессе.  Объект исследования. Изменение биосинтеза эндотелиальных клеток предшественников.

Метод исследования. Экспериментальное исследование, включая клеточные модели и анализ дифференцировки стволовых клеток в условиях оксидативного стресса.

Анализ результатов эксперимента. В условиях оксидативного стресса и созданной среды для дифференцировки стволовых клеток в эндотелий, происходит кодирование ДНК белков, не характерных для эндотелиальных клеток. Это приводит к образованию клеток, обладающих признаками адипоцитов и остеобластов, что может способствовать патогенезу атеросклероза.

Выводы. Воздействие активных форм кислорода на эндотелиальные клетки предшественники нарушает их дифференцировку, направляя её в сторону адипогенных и остеогенных клеточных линий. ЭКП, таким образом, не только служат «запасом» клеток для восстановления, но и становятся катализаторами патогенных изменений, способствующих образованию атером. Полученные результаты подтверждают, что одним из механизмов атеросклероза является неверная дифференцировка эндотелиальных клеток предшественников. Это открытие должно быть учтено при применении мезенхимальных стволовых клеток в клеточной терапии.

Перспективы применения:

1. Понимание роли МСК в сосудистой патологии откроет новые возможности для предотвращения атеросклероза и создания персонализированных терапевтических подходов.
2. Разработка методов модификации или селекции МСК для предотвращения их неверной дифференцировки может значительно повысить эффективность клеточной терапии.
3. Результаты исследования помогут избежать ошибок при применении клеточной терапии на людях, улучшив безопасность процедур.
4. У пациентов с предрасположенностью к атеросклерозу можно рассмотреть возможность воздействия на МСК с целью снижения риска развития сердечно-сосудистых заболеваний.