Стволовые клетки с маркировкой «особо чистые»
Банк стволовых клеток поместится в ложке
Алла Солодова, Infox.ru
За полувековую историю изучения стволовых клеток биологи впервые выделили «чистейшую» популяцию гемопоэтических клеток. Всего одна такая клетка может сформировать все разновидности клеток крови. Исследователи уверены, что еще чуть-чуть, и они смогут «держать стволовые клетки в ежовых рукавицах», управлять регенеративным потенциалом клеток и поместить банк пуповинной крови в одну столовую ложку.
Какие клетки нужны медикам
Все клетки взрослого организма «рождаются» от одного прародителя – зиготы. Она и ее потомки первых поколений – эмбриональные тотипотентые стволовые клетки – дают начало клеткам разных органов и тканей. Если бы у ученых были такие универсальные клетки, они смогли бы реализовать самые необычные научные задумки. Но проблема в том, что немногочисленные и недифференцированные тотипотентные (эмбриональные) стволовые клетки присутствуют лишь на ранних стадиях эмбриогенеза. По мере развития эмбриона такие клетки постепенно исчезают.
Во взрослом организме в разных количествах сохраняются плюрипотентные, мультипотентные и унипотентные стволовые клетки. Первые могут дать начало большинству клеточных линий. Мультипотентные – более специализированные, поэтому они подойдут не для каждого органа или ткани. Унипотентные клетки – это стволовые клетки, которые находятся на завершающих стадиях дифференцировки. Их судьба уже определена – они развиваются в клетки конкретных линий.
Больше всего медиков и исследователей интересуют плюрипотентные стволовые клетки. Ведь именно из них получается самый большой «ассортимент» конечной продукции – клеток и тканей.
Генеалогическое древо крови
Впрочем, медики хранят небольшое количество почти универсальных клеток в банках пуповинной крови. Но эти «вклады» – не «чистые». Это «коктейль» из стволовых и уже нестволовых клеток, находящихся на разных стадиях дифференциации и дозревания. Значит, трансплантируя такую кровь, врачи вливают пациентам и стволовые клетки, и «балласт». Правда, балластные (дифференцированные) кровяные клетки не вредят. Напротив, они поддерживают жизнь пациента в период, когда стволовые клетки только превращаются в кровь.
«Иерархия клеток-предшественников, из которых формируются взрослые клетки крови, очень сложная, разветвленная – похожа на дерево. У него есть корни – самообновляющиеся гемопоэтические стволовые клетки, которые неустанно пополняют кровяное русло своими «ростками и листочками» – форменными элементами крови», – объясняет корреспонденту Infox.ru Джон Дик (John E.Dick) руководитель новой работы, в результате которой ученые докопались до корней генеалогического древа крови.
У здорового человека на кровяном древе ежесуточно «распускается» около трети триллиона новых «листочков». И все они родом из костного мозга, в котором концентрируются и самообновляются гемопоэтические стволовые клетки (ГСК).
Но такие клетки достаточно сложно выделить из «коктейля» пуповинной крови или костного мозга человека. «Это все равно, что попытаться найти иголку в стоге сена, – продолжает Джон Дик, отвечая на вопросы корреспондента Infox.ru – Чтобы поймать одну гемопоэтическую стволовую клетку – корень всего гемопоэза – нам пришлось «отфильтровать» около двухсот тысяч клеток пуповинной крови».
Поиск универсальной клетки
Конечно, Джон Дик (John E.Dick) из Университета Торонто (University of Toronto) и его коллеги «фильтровали» клетки не через сито. Они использовали достаточно распространенный метод проточной цитометрии. «Мы очистили стволовые клетки от «балласта». Столовой ложкой таких клеток можно заменить «вклад» в банке пуповинной крови, – объясняет Джон Дик. – Ведь там хранятся «миксы» клеток, большая часть которых уже начала специализироваться».
Биологи не просто выделили клетки, а еще и описали некоторые молекулярные особенности, которые свойственны стволовым клеткам. Они, хотя и частично, но все-таки прописали молекулярно-генетический маршрут специализации.
Сейчас ученые планируют продолжить исследования и полностью нарисовать молекулярный портрет универсальности гемопоэтической стволовой клетки.
«Если нам удастся это сделать, то мы сможем управлять стволовыми клетками – можно сказать, что научимся дрессировать их, – продолжает Джон Дик. – Понимаете, ведь важно понять, благодаря каким молекулами и генами стволовая клетка сохраняет свою первозданность, почему она полностью или частично не утрачивает свою универсальность».
Подробнее о ходе и результатах исследования можно прочитать в статье, опубликованной в Science (Notta et al., Isolation of Single Human Hematopoietic Stem Cells Capable of Long-Term Multilineage Engraftment).
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
08.07.2011