Непрямая конверсия – новый метод репрограммирования клеток
Существует два принципиально отличающих подхода к получению стволовых клеток для исследовательских и клинических целей: выделение изначально незрелых эмбриональных стволовых клеток или репрограммирование соматических клеток в так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, способные формировать различные типы тканей взрослого организма.
Практическое применение эмбриональных клеток поднимает ряд этических проблем. Кроме того, выращенные из них клетки и ткани в организме реципиента могут запускать иммунные реакции, а оставшиеся недифференцированными эмбриональные клетки способны к формированию опухолей – тератом, состоящих из дифференцированных клеток множества типов. В свою очередь, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки также имеют свои недостатки: большие временные затраты на их получение и та же опасность образования тератом.
В поисках решения этой проблемы ученые разработали метод, получивший название «прямой конверсии между направлениями дифференцировки» – ILC, от англ. "direct lineage conversion". В отличие от традиционных методов, обеспечивающих получение плюрипотентных стволовых клеток, способных делиться и дифференцироваться в клетки разных типов, метод прямой конверсии подразумевает превращение соматической клетки в клетку другого типа. Например, одна клетка кожи может превратиться только в одну зрелую мышечную клетку.
Американские исследователи из Института биологических наук Солка посвятили свою работу дальнейшему усовершенствованию этого подхода. В результате они разработали технологию так называемой непрямой конверсии между направлениями дифференцировки, суть которой заключается в превращении соматической клетки одной ткани, при кратковременном воздействии репрограммирующих факторов, в одну частично дифференцированную клетку-предшественник другой ткани.
Этот метод не только снижает риск развития тератом, так как не предполагает возвращения клеток в нестабильное плюрипотентное состояние, но и позволяет сократить время, затрачиваемое на получение клеток нужной линии дифференцировки, с почти двух месяцев до 15 дней.
С помощью нового подхода исследователям удалось трансформировать фибробласты кожи взрослого человека в ангиобласты – клетки-предшественники, формирующие кровеносные и лимфатические сосуды.
Полученные клетки способны делиться и дифференцироваться в клетки эндотелия и гладких мышц сосудов. При имплантации мышам они интегрируются в ткани существующей сосудистой сети.
Эндотелиальные клетки, полученные с помощью метода непрямой конверсии между направлениями дифференцировки из человеческих фибробластов.
Ядра клеток окрашены голубым цветом, белки-маркеры эндотелиальных клеток – зеленым и красным цветами.
По словам руководителя исследования Хуана Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte), одной из идей на долгосрочную перспективу является использование клеток, получаемых с помощью новой технологии, для создания трехмерных структур, способных к интеграции в ткани организма.
Статья Leo Kurian et al. Conversion of human fibroblasts to angioblast-like progenitor cell опубликована в журнале Nature Methods.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Salk Institute for Biological Studies:
Salk scientists develop faster, safer method for producing stem cells.
06.12.2012