Репрограммирование клеток: очередные успехи

Две новости о репрограммировании клеток: хорошая и хорошая :)

Дмитрий Целиков, Компьюлента

Разработан более безопасный способ получения плюрипотентных клеток
(по материалам PhysOrg: Researchers develop safer way to make induced pluripotent stem cells).

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса (США) нашли более безопасный способ создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) (зрелых клеток, которые в результате перепрограммирования приобрели свойства эмбриональных стволовых клеток) из небольшого образца крови.

«Эти клетки куда безопаснее, потому что их получение не связано с интеграцией чужеродных вирусов, которые могут привести к неконтролируемому росту раковых опухолей», – подчёркивает руководитель группы Линьчжао Чэн.

А значит, подобные ИПСК станут более надёжным материалом для научных исследований, так как больше не надо беспокоиться о генетических изменениях, вызванных посторонним вмешательством.

Необходимые генетические компоненты доставлялись в клетки посредством циклической ДНК. В отличие от вирусных методов, кольцевые ДНК не объединялись с геномом клетки-хозяина. После образования ИПСК кольцевые ДНК постепенно рассасывались.

Исследователи брали около столовой ложки крови взрослого человека или пуповинной крови, после чего выращивали клетки в течение 8-9 дней. Между введением кольцевой ДНК и появлением индуцированных плюрипотентных стволовых клеток проходило 14 дней.

Испытания на способность к превращению ИПСК в различные типы клеток – костные, мышечные, нервные – прошли успешно.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Cell Research (Bin-Kuan Chou et al., Efficient human iPS cell derivation by a non-integrating plasmid from blood cells with unique epigenetic and gene expression signatures).

Не умаляя достоинств американских учёных, следует тем не менее отметить, что они слегка опоздали: их коллеги научились превращать одни зрелые клетки в другие напрямую – минуя этап ИПК. Правда, безопасность такого подхода пока не подтверждена.

Из клеток кожи впервые напрямую получены клетки сердца
(по материалам PhysOrg: Scientists convert skin cells to beating heart cells).

Учёные из Исследовательского института Скриппса (США) эффективно превратили клетки кожи взрослой мыши непосредственно в сокращающиеся клетки сердца, миновав трудоёмкий процесс создания стволовых клеток.

Мощная технологическая платформа, разработанная исследователями, может привести к новым способам лечения ряда заболеваний и травм с потерей или повреждением клеток, в том числе болезней сердца, Паркинсона и Альцгеймера. «Это новая парадигма перепрограммирования стволовых клеток, – подчёркивает руководитель группы Шэн Дин. – Мы надеемся, она поможет преодолеть проблему безопасности и другие технические барьеры, связанные с некоторыми типами терапии, с помощью стволовых клеток».

В ходе развития организма стволовые клетки размножаются и превращаются в более зрелые типы. Именно этот процесс, называемый дифференциацией, отвечает за создание всех видов клеток и тканей. К сожалению, выйдя из зачаточного состояния, человеческое тело имеет ограниченные возможности для создания новых клеток для замены тех, что были потеряны или повреждены. Поэтому учёные пытаются разработать способы «перепрограммирования» клеток взрослого человека, чтобы вернуть их в эмбриональное, или плюрипотентное, состояние.

В 2006 году японские исследователи первыми сообщили, что им удалось перепрограммировать клетки кожи мыши – просто добавив в них четыре гена. С тех пор технология создания индуцированных плюрипотентных клеток (ИПК) шагнула далеко вперёд, но остаётся несколько нерешённых проблем: генерация ИПК и последующая их дифференциация занимает много времени, это утомительный процесс, а сами клетки далеко не всегда получаются идеальными. Так, на создание ИПК из клеток кожи уходит две-четыре недели, и только одна клетка из нескольких тысяч оказывается способной к полной трансформации. Заставить ИПК превратиться в желаемый тип клеток чрезвычайно сложно, на эту процедуру тоже требуется две-четыре недели.

Кроме того, собственно выращивание клетки из ИПК остаётся непонятным. Когда, например, учёные пытаются заставить ИПК стать клетками сердца, они получают смесь из клеток сердца и ИПК. Их имплантация (вместе с ИПК) может быть опасной: в экспериментах на мышах это приводило к появлению ракообразных наростов.

В связи с вышесказанным г-н Дин и его коллеги решили попробовать полностью миновать этап ИПК и непосредственно перейти от одного типа зрелой клетки к другому. Учёные воспользовались теми же четырьмя генами, но вместо того, чтобы позволить им сохранять постоянную активность, они выключили гены спустя несколько дней – задолго до того, как клетки должны были превратиться в ИПК. Сразу после выключения генов учёные дали сигнал к превращению фибробластов кожи в клетки сердца. Всего через одиннадцать дней в чашке Петри бились искомые клетки.

«Это как запуск ракеты, – говорит г-н Дин. – До сих пор люди думали, что необходимо сначала отправить ракету на Луну, и только оттуда можно полететь на другие планеты. Мы показали, что сразу после запуска с Земли можно направиться к другому небесному телу. Это совершенно новый подход».

Возможно, что таким образом удастся избежать развития рака, ведь связанные с ним гены остаются активными очень недолго.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Cell Biology: Jem A. Efe et al., Conversion of mouse fibroblasts into cardiomyocytes using a direct reprogramming strategy.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
03.02.2011