Японским ученым удалось сделать шаг, который долго считался критическим барьером для регенеративной ветеринарной медицины. Впервые они вырастили стволовые клетки собак в полностью «родной» для них биологической среде, исключив использование человеческих и мышиных компонентов. Это открывает путь к безопасному лечению сложных и ранее трудноизлечимых заболеваний у домашних животных. Об этом сообщает издание «Наука ТВ».
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки собак, или iPS-клетки, способны превращаться практически в любые типы тканей — нервные, сердечные, кроветворные. Благодаря этому они считаются перспективным инструментом для лечения болезней, которые встречаются как у собак, так и у людей. Однако для роста и деления таким клеткам необходим белковый «каркас», к которому они прикрепляются и от которого получают сигналы для развития.
До недавнего времени этот субстрат создавался на основе белков человеческого или мышиного происхождения. Для собачьих клеток такие материалы являются чужеродными, что повышает риск иммунных реакций и серьезно ограничивает клиническое применение технологии. Современные исследования всё чаще подчёркивают, что даже тонкие биологические взаимодействия, включая микробный обмен между собаками и людьми, могут существенно влиять на здоровье и иммунный баланс.
Команда из Высшей школы ветеринарных наук Осакского столичного университета нашла решение этой проблемы. Под руководством аспиранта Кохея Шишиды и профессора Синго Хатои исследователи модифицировали бактерии Escherichia coli, внедрив в них гены собак. В результате бактерии начали производить витронектин — белок, естественный для собачьего организма и необходимый для поддержания роста iPS-клеток.
«Это достижение имеет огромное значение, поскольку открывает возможность стабильного выращивания собачьих iPS-клеток без риска межвидового заражения. Теперь мы можем использовать полностью собачью систему культивирования, что существенно повышает безопасность и эффективность экспериментов и потенциального клинического применения», — отметил Кохей Шишида.
Полученный таким образом витронектин полностью заменил человеческие компоненты, которые ранее считались незаменимыми.
Эксперименты показали, что «собачий» витронектин поддерживает рост и деление клеток не хуже человеческого аналога. Более того, стволовые клетки сохранили способность дифференцироваться в различные типы тканей, что является ключевым условием для их терапевтического использования.
Дополнительно ученые разработали упрощенную форму белка — VTN-N. Из его структуры была удалена часть N-концевого участка, что сделало молекулу менее сложной и потенциально снизило риски, связанные с производством и иммунным ответом, при сохранении высокой эффективности. Подобные подходы отражают более широкий тренд в биомедицине, где влияние среды и взаимодействий — от клеточного уровня до социальных факторов, как показывают исследования о том, как эмоциональная поддержка влияет на метаболизм.
Создание полностью собачьей среды для выращивания стволовых клеток открывает новые возможности для ветеринарной медицины. Речь идет не только об исследованиях, но и о будущей терапии тяжелых заболеваний, которые сегодня плохо поддаются лечению.
«Это приближает нас к терапии трудноизлечимых заболеваний у собак, включая сердечно-сосудистые, неврологические и кроветворные патологии», — сказал Синго Хатоя.
Работа, опубликованная в журнале Regenerative Therapy, закладывает основу для безопасного клинического применения стволовых клеток у животных и может со временем повлиять и на развитие аналогичных технологий в медицине человека.