Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки для генотерапии наследственных болезней

Больная кожа развилась в кровь
Пётр Смирнов, «Газета.Ru» 

Мечта лечить врождённые болезни генной терапией почти осуществилась. Взяв у больных недоразвитым кроветворением клетки кожи, учёные исправили в них генетический дефект, перевели их в стволовое состояние и заставили дифференцироваться в клетки – предшественницы крови. Осталось лишь пересадить их в костный мозг пациента.

Иногда хочется себе представить жизнь ученых и врачей прошлого века: вооружившись сначала знаниями о бактериальной природе многих из неизлечимых болезней, а через несколько десятилетий и антибиотиками, они по праву могли чувствовать себя могущественными волшебниками, творящими историю. Нам, наверное, повезло не меньше: от фундаментальных открытий в биологии до практического внедрения в медицине может пройти всего лишь несколько лет, большая часть из которых будет проведена в поиске побочных эффектов и осложнений.

Буквально полтора года назад две исследовательские группы сообщили о создании индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPCs), способных превращаться в любую клетку человеческого тела под действием управляющих сигналов. Мечтам и планам не было концам: тут тебе и искусственные ткани и органы, и коррекция врожденных аномалий, и замещение отживших своё или дефектных клеток.

В общем, все те надежды, которые возлагали на эмбриональные стволовые клетки десять лет назад, но без двух проблем, присущих последним: во-первых, вопрос иммунологической совместимости для iPSc не стоит – их получают из фибробластов кожи самого пациента, во-вторых, снимаются этические проблемы – по крайней мере те, что связаны с использованием эмбриональных и фетальных тканей.

Сегодня Хуан Карлос Исписуа Бельмонте и его коллеги продвинулись на один шаг ближе к этим радужным мечтам: с помощью упомянутой технологии они получили клетки, способные при введении пациентам с врожденной анемией Фанкони полностью восстановить нормальное кроветворение.

Анемия Фанкони – наследственная болезнь, характеризующаяся гипоплазией (недоразвитием) костного мозга, панцитопенией – уменьшением количества всех клеток крови, а также аномалиями развития кожи (гиперпигментация), костной системы (недоразвитие I пястной или лучевой кости) и/или внутренних органов (почек, селезенки). Наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

Особенность врожденных заболеваний в том, что генетический дефект есть во всех клетках организма, но для функционирования одних клеток он критичен, для работы других – нет. Например, мутации в гене дистрофина сказываются на мышечных клетках, но не вызывают нарушений в работе клеток крови. То есть при лечении изменять геном всех клеток нашего организма нет необходимости – достаточно вмешаться лишь в ключевую систему; ну и ещё неплохо было бы изменить геном половых клеток, дабы «вредные» мутации не передались детям.

В случае с мышцами, костями или той же нервной системой представить себе настолько масштабное генно-инженерное воздействие, которое бы затронуло все клетки, пока не получается. Система кроветворения, напротив, идеальный пример для демонстрации новых технологий такого плана. Её особенность – в центральном ростке, красном костном мозге, где и образуются все клетки «белой» и «красной» крови.

Как предсказывали Паппенгейм и Максимов, авторы самой теории стволовой клетки, именно там располагается единый предшественник, в течение всей нашей жизни обновляющий популяцию клеток крови. В 1961 году это удалось наглядно подтвердить трансплантацией костного мозга облученным мышам, клетки крови которых через некоторое время полностью замещались на потомков пересаженных предшественников.

Собственно, трансплантация красного костного мозга и сейчас остается единственным методом борьбы с дефектами кроветворения – будь то тяжелые врожденные иммунодефициты, та же анемия Фанкони или последствия радиоактивного облучения. Проблема лишь в подборе донора, ведь в случае пересадки есть риск развития даже не привычной реакции «хозяин против трансплантата», а куда более тяжелой «трансплантат против хозяина»: после пересадки роль «защитников» берут на себя потомки пересаженных клеток. И «чужеродность» они оценивают по себе.

Теоретически можно попробовать выделить клетки-предшественники у самого пациента из красного костного мозга или крови, восстановить их врождённый генетический дефект, а потом посадить обратно. Но любая манипуляция с мультипотентными клетками чревата потерей их свойств.

Здесь-то авторы публикации в Nature и вспомнили про феномен индуцируемой плюрипотентности, когда способность к превращению в любую клетку нашего тела присваивается обычному фибробласту кожи после трансплантации всего лишь четырех генов – OCT4 (POU5F1), SOX2, KLF4 и c-MYC.

Так и сделали ученые: сначала они восстановили генетический дефект в фибробластах, полученных у пациентов, а потом превратили их в вышеупомянутые iPCs. Такой порядок действий позволил избежать сразу двух проблем – нестабильности генома клеток при анемии Фанкони и возможной потери плюрипотентных свойств. Авторы отмечают, что сделать это небольшое «лабораторное чудо», остающееся пока вершиной биотехнологии, им удалось лишь для трёх из шести образцов, выделенных у больных анемией Фанкони.

Зато из полученных «псевдоэмбрионов» в этих трех случаях удалось получить как эритроидный («красный»), так и миелоидный («белый») ростки крови. И тот же успех удалось повторить и для другого источника – кератиноцитов, клеток эпителия кожи.

Правда, всё это пока только in vitro: пересаживать «отремонтированные клетки» пациентам, у которых те были взяты, учёным пока никто не позволит.

Безусловно, до ближайших клинических испытаний пройдёт ещё немало времени. Но с учетом того, что трансплантация костного мозга – проверенная и надежная «клеточная технология», да и выбора у больных анемией Фанкони особенно нет, внедрения вышеописанного метода ждать придется меньше, чем, к примеру, генной терапии заболеваний нервной системы. Когда бы это ни произошло, мы уже стали свидетелями того, как историю медицины делают на наших глазах.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru/
01.06.2009

назад

Читать также:

Надежды и обещания стволовых клеток

Одним из самых сенсационных научных достижений уходящего года стала разработка методов генетического перепрограммирования соматических клеток человека, переводящего их в полноправные аналоги эмбриональных стволовых клеток.

читать

Водоросли вернули зрение слепым от рождения мышам

В биполярные клетки сетчатки генетически измененных мышей, у которых полностью отсутствуют фоторецепторы, ввели ген ChR2 от зеленой водоросли, кодирующий фоточувствительный ионный канал. В результате мыши обрели зрение.

читать

Микро-РНК помогает точнее нацелить генетически модифицированные вирусы на раковые клетки

В результате введения в геном терапевтического вируса участков ДНК, распознаваемых специфической для клеток печени микро-РНК, сохраняется способность вируса реплицироваться в раковых клетках и разрушать их, но уменьшается неблагоприятное воздействие на здоровые клетки.

читать

Генотерапевтическая вакцина против вируса иммунодефицита: результаты обнадеживающие

По сути, обезьян заразили иммунитетом к ВИЧ, обеспечив защиту от синдрома приобретенного иммунодефицита с помощью аденовируса, кодирующего антитела к вирусу иммунодефицита обезьян – обезьяньему аналогу и, возможно, «прародителю» ВИЧ. Если метод окажется эффективным и для вируса иммунодефицита человека, массовая вакцинация может искоренить возбудителя.

читать

Генотерапия против диабетической полинейропатии

Внутримышечные инъекции гена VEGF (фактора роста сосудистого эндотелия) могут избавить больных от полинейропатии, при которой уменьшается чувствительность ног и ступней, появляется слабость и возникают проблемы с сохранением равновесия.

читать

Липидные наночастицы – шаг к целевой генотерапии рака

Результаты клинических исследований метода генотерапии рака с помощью липидных наночастиц показали, что ген-онкосупрессор р53 восстанавливает нормальное функционирование генетической системы контроля роста клеток, а липиды, из которых состоит оболочка наночастиц, растворяются без побочных эффектов.

читать