Кольцо из пяти генов для репрограммирования клеток

Стволовые клетки легко превращаются в плюрипотентные без использования вирусов
Дмитрий Сафин, Компьюлента

Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета (США) разработали достаточно эффективную технологию преобразования клеток, в которой для переноса генетического материала используются мини-кольца ДНК.

Поскольку предложенная методика проста и относительно безопасна, авторы надеются на ее скорое официальное рассмотрение и утверждение в американском Управлении по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. «Лабораториям не составит труда перейти на нашу технологию, – заявляет участник исследования Майкл Лонгейкер (Michael Longaker). – И тогда мы еще на шаг приблизимся к созданию системы практической регенеративной медицины».

В своих опытах ученые превращали жировые стволовые клетки человека в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК). Эффективность мини-колец ДНК обусловлена тем, что они содержат только четыре необходимых для перепрограммирования клеток гена и один ген зеленого флуоресцентного белка, который позволяет оценивать результаты опыта. Более крупные и чаще используемые фрагменты ДНК – плазмиды – содержат еще и бактериальную ДНК, что чревато конфликтами с естественной защитной системой организма и снижает вероятность проникновения в клетки. Кроме того, в мини-кольцах гены демонстрируют более высокий уровень экспрессии.

При использовании мини-колец экспрессия зеленого флуоресцентного белка наблюдалась у 10,8% всех стволовых клеток, а эффективность плазмид достигла лишь 2,7%. Исследователи отделили эти десять процентов клеток и еще дважды – на четвертый и шестой день эксперимента – обработали их с помощью мини-колец. Через 14–16 дней появились первые скопления клеток, напоминающие колонии эмбриональных стволовых, причем некоторые из них уже не экспрессировали флуоресцентный белок.

Такие «нефлуоресцирующие» скопления, по словам ученых, демонстрировали все свойства ИПСК: экспрессировали гены эмбриональных стволовых клеток, имели соответствующие параметры метилирования ДНК и могли формировать тератомы (опухоли, состоящие из тканей, которые отсутствуют в соответствующих месту их образования органах и областях здорового организма) при введении их под кожу мышей. Авторы также подтвердили безопасность методики, убедившись в том, что мини-кольца не интегрировались в ДНК стволовых клеток.

Исследователям удалось создать в общей сложности 22 новых линии ИПСК из жировых стволовых клеток и фибробластов. Результирующая эффективность технологии составила около 0,005%, что, конечно, ниже, чем у «вирусных» методов, предлагающих 0,01-0,05%, но выше, чем у традиционных плазмидных.

Стоит заметить, что популярность потенциально опасных с генетической точки зрения методик, использующих вирусы, постепенно падает.

Полная версия отчета (Fangjun Jia et al., A nonviral minicircle vector for deriving human iPS cells) будет опубликована в журнале Nature Methods.

Подготовлено по материалам Медицинской школы Стэнфордского университета.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
08.02.2010