КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 17-75-20178
НазваниеКомплексный структурно-функциональный анализ метаболической активности, рН, ультраструктуры цитоскелета и вязкости цитоплазматической мембраны в индуцированных плюрипотентных стволовых клетках человека при направленных дифференцировках
Руководитель Кашина Александра Викторовна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приволжский исследовательский медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации , Нижегородская обл
Конкурс №24 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-405 - Регенеративная медицина
Ключевые слова Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, дифференцировки, метаболизм, рН, цитоскелет, вязкость плазматической мембраны, FLIM имиджинг, флуоресцентная микроскопия,высокоразрешающая микроскопия PALM/STORM, FLIM сортинг
Код ГРНТИ34.03.37
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) на сегодняшний день остаются самым перспективным инструментом для задач клеточной терапии. ИПСК способны к нелимитированному самообновлению и дифференцировке в клетки всех типов тканей взрослого организма. ИПСК полностью заменяют использование эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), что решает этические вопросы, касающиеся использования эмбрионов в исследованиях и клинике [Chun Y.S. et al., 2011]. ИПСК человека являются потенциальным источником аутологичных плюрипотентных стволовых клеток, что имеет огромное значение для персонализированной медицины, поскольку позволяет получить клетки и ткани полностью иммуносовместимые с организмом больного [Singh V.K. et al., 2015]. Пациент-специфические ИПСК являются незаменимым инструментом в заместительной клеточной терапии, для скрининга лекарств и при моделировании различных заболеваний [Avior Y. et al., 2016].
Однако опыт использования ИПСК показывает не только их перспективность как источника восстановительного роста, но, вместе с тем, и потенциальную опасность [Okita et al., 2007]. Одним из основных препятствий для клинического применения ИПСК являются недифференцированные и/или не прошедшие до конца дифференцировку стволовые клетки, контаминирующие дифференцированную культуру и представляющие собой риск развития опухоли (тератомы) и развитие иммунного ответа после трансплантации [Ferreira L.M.R. et al., 2013]. Остается актуальным анализ эффективности новых технологий запуска дифференцировки индуцированных стволовых клеток с целью их развития в определенный функционально активный клеточный тип. Только после включения программы на определенный путь дифференцировки клеточная терапия на основе ИПСК может стать потенциально безопасной и эффективной.
Поэтому, раскрытие механизмов клеточной дифференцировки, которые происходят с участием важнейших структурно-функциональных показателей (метаболический статус, внутриклеточный рН, вязкость мембранных структур, ультраструктура цитоскелета и др.) выходит на первый план. Особого внимания заслуживает также поиск нового параметра для эффективного малоинвазивного метода оценки степени дифференцировки ИПСК.
Таким образом, актуальность выполнения проекта обусловлена следующими фактами.
Во-первых, появляются новые технологии индукции дифференцировки ИПСК человека, для которых необходимы эффективные методы оценки дифференцировочных потенций. Во-вторых, не развиты подходы к комплексной оценке структурно-функциональных изменений в ИПСК человека при направленных дифференцировках, отражающих особенности той или иной дифференцировки на ранних сроках. В-третьих, необходим эффективный малоинвазивный метод оценки степени дифференцировки ИПСК, внедрение которого в биотехнологическую практику, позволит сделать методы клеточной терапии на основе ИПСК потенциально безопасными и эффективными.
В данном проекте впервые будет проведен комплексный анализ структурно-функциональных изменений в ИПСК при дифференцировках (нейроны, эндотелий, кератиноциты и дермальные МСК) методами флуоресцентной микроскопии и микроскопии с детекцией времени жизни флуоресценции (FLIM) в сочетании с генетически-кодируемыми сенсорами и экзогенными маркерами. Для каждой из дифференцировок ИПСК будет определен специфичный показатель (внутриклеточный рН, вязкость мембранных структур и ультраструктура цитоскелета), который «сработает» на ранних сроках дифференцировки. Кроме того, на основе динамического наблюдения метаболического статуса с использованием FLIM имиджинга собственных внутриклеточных флуорофоров (НАД(Ф)Н или ФАД) впервые будет разработан эффективный малоинвазивный метод отбора дифференцированных клеток от ИПСК.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ