При культивировании нейральных прогениторных клеток мозга эмбрионов человека в среде, содержащей EGF, основной FGF и LIF, количество клеток-предшественников нейральной линии увеличивается в 10 млн раз. Размноженные in vitro клетки сохраняют способность мигрировать и дифференцироваться в нервные pi глиальные элементы после трансплантации в мозг половозрелых крыс (Fricker et al., 1999).

Однако in vivo число делений мультипотентных клеток-предшественников ограничено (Gage, 2000). Неоднократно отмечалось, что лимит Хейфлика для взрослой нервной стволовой клетки (около 50 митозов) пока еще недостижим даже в эксперименте — клетки в виде нейросфер сохраняют свои свойства лишь на протяжении 7 месяцев и всего при 8 пассажах (Murray, 1997).

Как полагают, это связано с особенностями способов их дисперсии при пассировании (трипсинизация или механическое воздействие), что резко снижает пролиферативную активность клеток вследствие нарушения межклеточных контактов. Действительно, если вместо диспергирования применить способ разделения нейросфер на 4 части, жизнеспособность клеток при пассировании существенно увеличивается (Svendsen, 1998).

Такая методика позволяет культивировать нейральные стволовые клетки человека в течение 300 дней. Однако по истечении этого срока клетки теряют митотическую активность и подвергаются дегенерации или же выходят на этап спонтанной дифференцировки с образованием нейронов и астроцитов. На этом основании автор считает, что 30 митозов является предельным числом делений для культивируемых нейральных стволовых клеток (Suendsen, Smith, 1999).

При культивировании нейральных стволовых клеток человека in vitro образуются преимущественно ГАМК-ергические нейроны. Без создания специальных условий нейральные клетки-предшественники дают начало дофаминергическим нейронам (необходимым для клеточной терапии болезни Паркинсона) только в первых пассажах, после чего все нейроны в культуре состоят исключительно из ГАМК-ергических клеток (Kaldwell, 1998).

У грызунов индукцию дофаминергических нейронов in vitro вызывают IL-1 и IL-11, а также фрагменты мембран нервных клеток, LIF и GDNF (Ling, 1998). Однако у человека этот методический прием оказался безуспешным (Carpenter, 1999). Тем не менее, при внутримозговой трансплантации ГАМК-ергических нейронов in vivo под влиянием факторов микроокружения возникают нервные клетки с разными медиаторными фенотипами (Svendsen et al., 1999).

Поиск комбинаций нейротрофических факторов показал, что FGF2 и IL-1 индуцируют образование дофаминергических нейробластов, которые, однако, не способны продуцировать дофаминергические нейроны (Bouvier, Mytilineou, 1995). Дифференцировка стволовых клеток гиппокампа в возбуждающие глутаматергические и тормозные ГАМК-ергические нейроны происходит под воздействием нейротрофинов (Vicario-Abejon et al., 2000), a EGF и IGF1 индуцируют формирование глутамат-ергических и ГАМК-ергических нейронов из нейральных клеток-предшественников эмбрионов человека (Chalmers-Redman et al., 1997).

Последовательное добавление в культуру ретиноевой кислоты и нейротрофина 3 (NT3) существенно повышает дифференцировку стволовых клеток гиппокампа зрелого мозга в нейроны различной медиаторной природы (Takahaschi et al., 1999), тогда как с помощью комбинации нейротрофического фактора головного мозга (BNDF), NT3 и GDNF в культурах гиппокампа и новой коры можно получить пирамидные нейроны (Shelly, Turner, 1998).

Таким образом, результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что, во-первых, стволовые клетки из разных структур мозга под воздействием локальных специфических тканевых факторов способны дифференцироваться in vivo в нейрональные фенотипы, присущие этим структурам.

Во-вторых, направленная индуцированная дифференцировка нейральных стволовых клеток in vitro с помощью клонирования клеток-предшественников дает возможность получения нервных и глиальных клеток с заданными фенотипическими характеристиками для внутримозговои трансплантации при различных формах патологии мозга.

- Читать далее "Применение стволовых клеток в неврологии. Преформация нейральных стволовых клеток"