Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки: микро-РНК вместо потенциальных онкогенов
Возможность возвращения взрослых клеток кожи в эмбриональное состояние – одно из крупнейших достижений клеточной биологии за последние годы. Применение индуцированных плюрипотентных стволовых клеток позволит не только обойти этические проблемы, связанные с применением эмбриональных стволовых клеток, но и решить вопрос тканевой совместимости при клеточной терапии.
Методика получения плюрипотентных клеток из взрослых клеток, применяемая в настоящее время, сопряжена с искусственным повышением в клетке уровня четырех транскрипционных факторов – белков, усиливающих экспрессию генов, путем введения в хромосомы клеток генов, кодирующей эти белки. Проблема состоит в том, что три из этих генов – oct4, klf4 и c-myc – являются онкогенами, то есть увеличение их экспрессии и усиление синтеза их белков может приводить к развитию рака.
Исследователи из Университета Калифорнии (Сан-Франциско) под руководством Роберта Блеллоха (Robert Blelloch) впервые применили малые молекулы РНК (микро-РНК), специфические для эмбриональных клеток, для превращения клеток взрослых мышей в эмбриональные стволовые. Такие репрограммированные клетки являются плюрипотентными, что делает их сходными с эмбриональными стволовыми клетками и позволяет им становиться клетками любого типа, встречающимися во взрослом организме.
В декабре 2008 г. эта же группа исследователей опубликовала в "Nature Genetics" данные о том, что молекулы микро-РНК, синтезированные в лаборатории, стимулировали эмбриональные стволовые клетки к делению in vitro. Предположительно, эти результаты позволят исследовать не только репликацию эмбриональных стволовых клеток in vitro, но и роль таких клеток в развитии рака.
Микро-РНК, синтезируемые в ядре, высвобождаются в цитоплазму, где взаимодействуют с матричными РНК, препятствуя их считыванию рибосомами. Таким образом, микро-РНК способна блокировать синтез белков. Дополнительные исследования, выполненные в лаборатории Блеллоха, позволили предположить, что инфицирование клеток ретровирусами, несущими гены «эмбриональности», с одновременным введением в эти же клетки микро-РНК, притормаживающих синтез закодированных в этих генах белков, может значительно снизить риск озлокачествления индуцированных плюрипотентных клеток.
В статье, опубликованной в электронной версии "Nature Biotechnology" 12 апреля 2009 г. (печатный номер журнала выйдет 8 мая) описаны обнадеживающие результаты такого комбинированного подхода, который позволил получить из зрелых фибробластов мыши культуру эмбриональных стволовых клеток, которые нормально делились и дифференцировались в организме зародыша мыши. Такие клетки успешно участвуют не только в образовании всех типов тканей в организме взрослого животного, но и в образовании половых клеток, что позволяет рассчитывать на получение потомства от экспериментальных животных.
В настоящее время в лаборатории изучают возможность полной замены транскрипционных факторов молекулами микро-РНК в процессе получения эмбриональных стволовых клеток, а также изучение механизма влияния микро-РНК на плюрипотентность клеток. Ведутся поиски конкретно тех микро-РНК, которые способны превращать зрелые клетки в эмбриональные.
Результаты исследования позволяют надеяться на то, что вскоре ученые смогут отказаться от использования ретровирусов и воздействия на гены, которые применяются в настоящее время для получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток из взрослых. Это сделает клеточную терапию более безопасной для человека, исключив изменения в геноме пациентов и риск развития рака. По словам Роберта Блеллоха, использование микро-РНК для манипуляций с клетками может сыграть ведущую роль в дальнейшем изучении биологии стволовых клеток.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам PhysOrg.com: UCSF team closer to creating safe embryonic-like stem cells
21.04.2009