Человеческие нейроны из фибробластов: прямое репрограммирование

Клетки кожи научились превращать в нейроны

Анна Говорова, Infox.ru

Ученым удалось получить из клеток кожи человека особый тип нейронов, которые в первую очередь поражаются при болезни Хантингтона.

Причем, удалось этого добиться при помощи перепрограммирования напрямую, без стадии стволовых клеток. По словам авторов, они надеются, что их исследование поможет в создании методов лечения болезни Хантингтона – тяжелого и на данный момент неизлечимого неврологического заболевания.

Считается, что при этом заболевании поражаются особые нейроны – срединные шипиковые нейроны стриатума, которые во многом отвечают за контроль движения. Именно эти клетки и удалось получить исследователям из Медицинской школы в Сент-Луисе Вашингтонского университета.

Плюсы прямого перепрограммирования

В клеточной медицине в настоящее время в основном используются либо эмбриональные клетки, либо клетки взрослого организма, которым возвращают плюрипотентность. Это так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые могут превратиться в клетки практически любых органов и тканей. Впервые такие клетки были получены профессором Яманакой из Киотского университета в 2006 году, за что он получил Нобелевскую премию в 2012 году.

Но в индуцированных плюрипотентных стволовых клетках скрывается серьезная опасность – всегда остается риск, что они не справятся с плюрипотентностью и разовьются в раковую опухоль. Эта одна из причин, которая тормозит применение этой технологии в клинической практике.

В последние несколько лет появилась альтернатива такому методу. Ученые научились напрямую перепрограммировать клетки взрослого организма из одного типа в другой, минуя опасную стволовую стадию.

Например, уже существуют способы превращения клеток кожи человека в клетки крови. Или, например, человеческие фибробласты можно превратить в кардиомиоциты.

Биоинженерам также удалось напрямую получать нейроны из клеток кожи, правда, до настоящего времени такие исследования проводились только на мышах.

Как получить нейроны из фибробластов человека

В нынешнем исследовании авторы получили срединные шипиковые нейроны из человеческих фибробластов – клеток соединительной ткани, входящей в состав кожи.

Для перепрограммирования фибробластов ведущий автор исследования доктор Эндрю Ю (Andrew Yoo) и его коллеги обработали их микро-РНК. В своих предыдущих работах ученые уже показали, что перепрограммирование клеток кожи в клетки нейронов может произойти при использовании двух микро-РНК - miR-9 и miR-124. Правда, при этом они превращаются в разные типы нейронов. Чтобы получить особый тип нейронов – срединные шипиковые – ученые использовали еще и транскрипционные факторы, которые находятся в той части мозга, где как раз много этих нейронов.

Фибробласты (слева), превращенные в шипиковые нейроны (справа)
Снимки из пресс-релиза Washington University in St. Louis
Human skin cells reprogrammed directly into brain cells – ВМ

«При помощи микро-РНК мы превратили клетки кожи в нейроны. А транскрипционный фактор запустил программу, чтобы получить не просто нейроны, а особую их разновидность – срединные шипиковые. Мы думаем, что при помощи разных транскрипционных факторов можно управлять этим процессом и получать разные нейроны», – говорит один из авторов исследования Матеус Виктор (Matheus B. Victor).

Трансплантация

Затем полученные клетки ученые поместили в головной мозг лабораторных мышей. Приживаемость их была доказана – через шесть месяцев клетки сохраняли свои функции и работали, как обычные нейроны.

«Нам удалось показать, что клетки, которые мы трансплантировали в мозг мышей, не только выжили, но и функционировали, как обычные настоящие нейроны. Известно, что срединные шипиковые нейроны взаимодействуют с другими отделами головного мозга. Нам удалось показать, что полученные нами нейроны работают точно также. Это одно из самых важных достижений нашего исследования», – говорит Эндрю Ю.

Сейчас ученые планируют выяснить, что произойдет, если полученные таким способом нейроны ввести в организм лабораторных мышей с болезнью Хантингтона, т.е. понять, возможна ли клеточная терапия этого заболевания.

Статья с описанием перепрограммирования фибробластов кожи человека в нейроны опубликована в последнем номере журнала Neuron (Victor et al., Generation of Human Striatal Neurons by MicroRNA-Dependent Direct Conversion of Fibroblasts).

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
23.10.2014