Stamceller spelar en viktig roll för att reparera skadad vävnad, oavsett om det är ett skrapat knä eller en ärrad livmoder efter graviditet. Ny stamcellsforskning har identifierat de molekyler som cellerna producerar för att främja läkningsprocessen.
Fyndet kan bana väg för utvecklingen av nya, mer effektiva läkemedel för skador eller olika sjukdomar, inklusive tillstånd relaterade till reproduktiv hälsa som Ashermans syndrom, ett gynekologiskt tillstånd där livmodern blir ärr och blir fibrotisk.
Forskare trodde tidigare att stamceller fungerade som reservceller som reparerade vävnader genom att differentiera till nya celler som återbefolkade platsen för skadan. Nu har de lärt sig att det är ovanligt att stamceller helt ersätter skadad vävnad. Men de förstår fortfarande inte helt hur cellerna kan hjälpa skadade områden att regenereras.
I livmodern spelar stamceller ett antal roller, bland annat att hjälpa den att expandera under graviditeten och att regenerera och reparera efter förlossningen. Denna nya studie identifierade flera mikroRNA (miRNA) som utsöndras av stamcellerna som hjälpte till att driva tillväxten och proliferationen av celler i livmodervävnaden. Forskarna publicerade sina resultat i Stem Cell Research &Therapy den 1 maj.
"Vi hittade molekylerna som stamceller gör för att hjälpa till att läka och reparera vävnad, och vi hoppas att förståelsen av detta kommer att vara potentiellt användbar som medicin i framtiden", säger Hugh Taylor, MD, ordförande och Anita O'Keeffe ung professor i obstetrik , Gynecology &Reproductive Sciences vid Yale School of Medicine och studiens huvudutredare.
Exosomer är extracellulära vesiklar, som innehåller olika bioaktiva molekyler och tillåter celler att kommunicera med varandra. I sin nya studie isolerade Taylors team exosomer som utsöndras av stamceller från mänsklig benmärg. De använde sedan RNA-sekvensering för att karakterisera allt miRNA som fanns i vesiklarna och identifierade de som var mest förekommande. Sedan tog forskarna de mest framträdande miRNA:erna och introducerade dem i mänsklig livmodervävnad.
Teamet fann att miRNA avsevärt ökade tillväxten och spridningen av livmodercellerna. De studerade också deras effekt på cellernas decidualisering i endometriet. (Decidualisering är den differentieringsprocess som livmoderceller genomgår som förbereder livmodern för att stödja ett embryo.) Studien visade att miRNA blockerade decidualisering.
"I en livmoder, när en cell blir differentierad för att stödja graviditet, kan den inte längre reparera och regenerera. Den är permanent låst i det tillståndet och avges ofta genom menstruation senare", säger Taylor. "Genom att blockera den här processen tillåter det cellerna att fokusera på förökning och sätter igång dessa reparativa processer."
Studien ger insikt i hur stamceller främjar reparativa processer utan att ersätta själva vävnaden. Taylor hoppas att eftersom forskare fortsätter att få en större förståelse för hur miRNA fungerar, kan de en dag användas som läkemedel för att reparera olika skadad vävnad.
Ashermans syndrom, till exempel, uppstår vanligtvis efter graviditet, när tillgången på stamceller kanske inte är tillräcklig för att hjälpa organet att läka ordentligt, vilket kan hindra fertiliteten i framtiden.
"Tanken är att dessa miRNA kan användas som ett läkemedel som är mycket mer lättillgängligt och praktiskt", säger Taylor. "Vi skulle potentiellt kunna leverera dem för att hjälpa till att förbereda livmodern i det kritiska fönstret när den är skadad och kan vara sårbar."
Fyndet kan också ha betydelse utanför livmodern. I framtida stamcellsforskning planerar Taylors team att studera hur miRNA svarar på andra typer av traumatisk vävnadsskada i djurmodeller.
"Vi studerade livmodern, men konsekvenserna är bortom reproduktion, potentiellt inklusive många andra tillstånd där stamceller är involverade i reparation och regenerering, oavsett om det är skada på grund av trauma eller degenerativa sjukdomar", säger Taylor.
Mer information: Giulia Bonavina et al, Benmärgsmesenkymala stamcellshärledda exosomer överför mikroRNA till endometriala stromala fibroblaster som främjar vävnadsproliferation/regenerering/ och hämmar differentiering, Stamcellsforskning och terapi (2024). DOI:10.1186/s13287-024-03716-1
Tillhandahålls av Yale University
