Будущее регенеративной медицины?
Мультипотентные стволовые клетки из клеток жира
Все соматические (не половые) клетки человека содержат одинаковый генетический материал, только в разных клетках он используется по-разному. Однако с помощью новых технологий их можно превратить в «стволовые», способные порождать все многообразие клеточных типов. Эксперименты на лабораторных животных с использованием стволовых клеток человека, «созданных» из обычных жировых клеток, позволяют с оптимизмом смотреть на будущее этого терапевтического подхода.
Пресс-релиз Scientists are a step closer to developing 'smart' stem cells – and they're made from human fat опубликован на сайте UNSW Sydney, статья Yeola et al. Induction of muscle-regenerative multipotent stem cells from human adipocytes by PDGF-AB and 5-azacytidine – в журнале Science Advances – ВМ.
Регенеративная медицина занимается восстановлением пораженных болезнью или травмированных тканей и органов. Одно из главных направлений исследований в этой области связано со стволовыми клетками: эти недифференцированные («незрелые») клетки являются универсальным источником всех специализированных клеток организма.
Стволовые клетки в большом количестве присутствуют в тканях развивающегося эмбриона, а в небольшом – и во взрослом организме. У человека стволовые клетки ответственны за нормальное обновление тканей (например, клеток крови, костной и хрящевой тканей и т.д.), однако они не способны восстанавливать серьезные повреждения. Использовать же стволовые клетки самого пациента в терапевтических целях не всегда представляется возможным, а при применении фетальных (взятых после аборта) стволовых клеток возникают этические проблемы.
К счастью, уже довольно давно были разработаны технологии превращения обычных клеток в стволовые; успешно идут и исследования, направленные на создание методов выращивания из таких клеток новых органов.
Из соматических клеток пациента теперь можно получать как плюрипотентные (со «множеством возможностей») стволовые клетки, способные дифференцироваться почти во все типы клеток, так и более специфические, способные превращаться лишь в небольшое количество специализированных клеток. При этом применение и тех, и других не лишено недостатков: подсадка человеку плюрипотентных клеток несет риск развития опухолей, а польза от более узкоспециализированных будет ограничена, так как ткани представляют собой сложную клеточную композицию.
В идеале терапевтические стволовые клетки должны реагировать на местные молекулярные сигналы, превращаясь в те клетки, которые необходимы «здесь и сейчас», и при этом не демонстрировать опухолеподобного роста. Золотой серединой, обладающей этими качествами, могут стать так называемые мультипотентные стволовые клетки, способные давать начало не всем, но многим типам клеток.
О получении таких клеток еще в 2016 г. сообщили австралийские исследователи. Для этого они использовали культуру зрелых соматических клеток костной ткани мышей, добавив в культуральную среду два соединения. Первое из них – это тромбоцитарный фактор роста AB, участвующий в стимуляции роста клеток и восстановлении тканей, а второе – азацитидин, обычно использующийся при онкологических заболеваниях крови.
Азацитидин, который является измененным аналогом нуклеозида цитидина – нормального компонента молекулы нуклеиновых кислот, при включении в РНК нарушает транскрипцию и синтез белка. Но в данном случае важно то, что около 10–35% этого соединения включается и в ДНК, подавляя ее метилирование (присоединение метильной группы). Известно, что метилирование цитозина в регуляторной области генов их «выключает», но если этот процесс не будет идти, то клетка потеряет свою специализацию и вернется к первоначальному стволовому состоянию.
В принципе, лечение человека индуцированными мультипотентными стволовыми клетками можно проводить в двух вариантах. В первом случае пациенту просто вводят репрограммированные «в пробирке» его собственные жировые клетки. Другой вариант – установка вблизи области, нуждающейся в регенерации, мини-помпы, которая будет впрыскивать вещества, необходимые для трансформации клеток подкожного жира
Ранее исследователи пересадили мышам такие «репрограммированные» костные клетки, а также жировые клетки человека, и наблюдали у животных признаки ускоренного формирования тканей. Сейчас они оптимизировали протокол для трансформации человеческих жировых клеток – потенциального, легкодоступного источника клеток для клинической практики. Когда такие клетки вводили травмированным мышам, они долгое время сохранялись в месте имплантации и обеспечивали «ремонт» поврежденной ткани – мышечной, костной, хрящевой, а также кровеносных сосудов. Что важно, при этом не наблюдалось признаков злокачественного роста или разрастания введенных клеток.
Конечно, до внедрения нового метода в клиническую практику еще далеко: требуются дополнительные доклинические и клинические испытания, чтобы оценить его эффективность и безопасность для человека. По мнению ученых, реализация такого проекта может занять до 15 лет.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru