Эффективный метод получения иПСК без применения вирусов и генов
Разработка метода превращения соматических клеток кожи в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК) была настолько значимым событием для отрасли медико-биологических исследований, что принесла японскому ученому Шинья Йаманака (Shinya Yamanaka) Нобелевскую премию по медицине. Однако применение этих клеток в медицинской практике на данном этапе невозможно, так как чудесное превращение происходит благодаря использованию вируса, встраивающего в их геном четыре гена. Такое вмешательство делает иПСК потенциально канцерогенными.
Несколько исследовательских групп продемонстрировало, что применение определенного комплекса белков переводит соматические клетки в плюрипотентное состояние, однако этот подход гораздо менее эффективен, чем использование вируса – носителя «эмбриональных» генов.
Ученые Стэнфордского университета, работающие под руководством профессора Джона Кука (John Cooke), предложили новый эффективный и более безопасный метод создания иПСК с помощью белков, кодируемых необходимыми генами.
Беспрецедентный успех стэнфордских ученых обусловлен сделанным ими неожиданным открытием, согласно которому роль вируса, применяемого в исходной процедуре, заключается не только в доставке генов. Оказалось, что под действием патогена в клетке происходят изменения, обеспечивающие ее адаптацию или защиту от неблагоприятного влияния. Одним из механизмов этой неспецифичной реакции является облегчение доступа к ДНК, плотно упакованной в нормальных условиях. Это обеспечивает клетке возможность быстро извлечь необходимое для защиты оружие из своего генетического арсенала. Одновременно индуцирующие плюрипотентность белки получают возможность модифицировать ДНК и трансформировать соматические клетки кожи в специализированные клетки других типов тканей либо возвращать их в состояние, близкое к эмбриональному, то есть превращать в иПСК.
Дальнейшие эксперименты показали, что наблюдаемого эффекта можно достичь путем активации внутриклеточного механизма, опосредуемого toll-подобным рецептором-3 (toll-like receptor 3), с помощью избирательно действующей малой молекулы.
Предложенный авторами метод исключает угрозу индуцированного вирусом повреждения генома трансформируемой клетки и обеспечивает более полный контроль над процессом репрограммирования. С его помощью ученым удалось не только превратить клетки кожи в иПСК, но и путем прямого репрограммирования, минуя стадию иПСК, трансформировать их в функционально полноценные нейроны.
Статья Lee et al. Activation of Innate Immunity Is Required for Efficient Nuclear Reprogramming опубликована в журнале Cell.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Stanford University School of Medicine:
Researchers develop efficient, protein-based method for creating iPS cells.
31.10.2012