Электрическое поле для управления движением нервных стволовых клеток

Слабые поля постоянного электрического тока направляют рост нейритов и миграцию нервных стволовых клеток (НСК) грызунов. Однако полученные на грызунах данные не всегда применимы к людям. Поэтому, прежде чем использовать это открытие для разработки методов клинического применения НСК, принципиально важно исследовать поведение в электрических полях человеческих НСК. Американские ученые из University of California Davis и китайские ученые из Shanghai Jiaotong University School of Medicine исследовали стимуляцию и направленную миграцию в электрическом поле человеческих НСК, полученных из эмбриональных стволовых клеток линии H9.

Помещение культуры в слабое электрическое поле (16 мV/мм) вызывало значительную направленную миграцию НСК в сторону катода. Изменение полярности поля приводило к смене направления миграции НСК. Реакция НСК на электрическое поле менялась в соответствии как со временем его воздействия, так и с его напряжением. Направленность миграции клеток в сторону катода и проходимое ими расстояние возрастали при увеличении напряжения.

Ингибитор Rock Y27632 используется для повышения жизнеспособности стволовых клеток. Как было показано в предыдущих исследованиях, это вещество подавляет направленную миграцию индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) и нейронов в электрическом поле. Однако на миграцию НСК в электрическом поле присутствие Y27632 не оказывало заметного влияния.

Цитокиновый рецептор CXCR4 играет важную роль в хемотаксисе НСК в головном мозге. Однако блокада CXCR4 не влияет на электротаксис НСК.
Таким образом, результаты работы говорят о реакции человеческих НСК на слабое электрическое поле, выражающейся в направленной миграции в сторону катода, причем химические стимулы не влияют на характеристики этой реакции.

По мнению доктора П.И. Катуняна, главного врача московского Центра медико-биологических технологий, это открытие может быть использовано для разработки методов управления миграцией НСК in vivo с помощью электрических полей. Например, направление трансплантированных НСК к местам повреждения в центральной нервной системе сможет повысить эффективность клеточной терапии различных неврологический заболеваний и травм.