Индуцированные абсолютно плюрипотентные стволовые клетки
Назад в будущее: израильскими учеными получен новый тип
человеческих плюрипотентных стволовых клеток
LifeSciencesToday по материалам Weizmann Institute of Science: New Stem Cells Go Back Further
Одно из препятствий на пути к использованию человеческих эмбриональных стволовых клеток в медицине состоит в их же главном свойстве: они рождаются, чтобы быстро дифференцироваться в другие типы клеток. До сих пор ученым не удавалось эффективно сохранять человеческие эмбриональные стволовые клетки в их первозданном «стволовом» состоянии. Предложенной эмбриональным стволовым клеткам альтернативе – перепрограммированным взрослым клеткам, называемым индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (induced pluripotent stem cells, iPS cells), – свойственны те же ограничения. Обладая способностью дифференцироваться во многие клеточные типы, они тоже стремятся дифференцироваться в определенные клеточные линии. Группа ученых из Института Вейцмана (Weizmann Institute of Science), Израиль, добилась значительного успеха в преодолении этого препятствия: исследователи создали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, полностью возвращенные в самое раннее состояние, и научились подавлять стремление клеток к дифференциации.
Со времени создания в 2006 году индуцированные плюрипотентные стволовые клетки представляются в качестве этической и практической замены эмбриональным стволовым клеткам. Их получают встраиванием четырех генов в геном взрослых клеток, например, фибробластов кожи. Эта манипуляция почти полностью – но не до конца – поворачивает вспять часы их развития и придает клеткам свойства, близкие к свойствам эмбриональных стволовых. Доктор Якуб Ханна (Yaqub Hanna) с кафедры молекулярной генетики Института Вейцмана и ученые из Израильского национального центра персонализированной медицины (Israel National Center for Personalized Medicine) поняли, что встраивания генов, возвращающего клетки в исходное «стволовое» состояние, недостаточно. Нужно еще подавить их стремление к дифференцировке.
Ученые знали, что это возможно: мышиные эмбриональные стволовые клетки, используемые во многих лабораторных экспериментах, легко сохраняют свое исходное непримированное состояние, и работа с ними не сопряжена с проблемами, возникающими при работе с человеческими ЭСК. Доктор Ханна и его коллеги поняли, что, если они сумеют объяснить, как мышиным эмбриональным стволовым клеткам удается подавить свое стремление к дифференциации в лабораторных условиях, эти знания можно будет применить и к клеткам человека. С помощью лабораторных экспериментов и генетического анализа исследователи разработали «лечение» для человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, подавляющее in vitro генетический путь дифференциации.
Обработанные их методом человеческие iPS-клетки были введены в мышиные бластоцисты – находящиеся на ранней стадии развития эмбрионы, состоящие всего из нескольких клеток. Если полученные учеными человеческие iPS-клетки действительно были некоммитированными, а также жизнеспособными, они должны были развиваться вместе с мышиными клетками. Добавление к iPSCs флуоресцентного маркера должно было показать, что происходит с ними в развивающемся эмбрионе, и через десять дней ученые увидели, что эмбрионы действительно содержали как мышиные, так и человеческие ткани.
«Эти клетки соответствуют самым ранним стадиям развития человеческих эмбриональных стволовых клеток, которые когда-либо были достигнуты. Нам удалось «заморозить» то, что по существу является очень быстротечной стадией, и получить новое плюрипотентное состояние стволовых клеток», - комментирует свой успех доктор Ханна.
Результаты его исследования имеют широчайшую сферу применения в области биомедицинских исследований, в частности, в генной терапии, а также в генетической инженерии. Ученые планируют продолжить исследование «очеловеченных» мышиных эмбрионов и надеются найти способы направить развитие человеческой ткани в функциональные органы.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
11.11.2013