Меланоциты без посредников
Новая методика напрямую трансформирует фибробласты в меланоциты
LifeSciencesToday по материалам University of Pennsylvania:
Cutting Out the Cellular Middleman: New Technology Directly Reprograms Skin Fibroblasts For a New Role
Основной компонент соединительной ткани – фибробласты – самый распространенный тип клеток нашего организма. Ученые из Школы медицины Перельмана (Perelman School of Medicine) Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania), Института Вистара (The Wistar Institute), Школы медицины Бостонского университета (Boston University School of Medicine) и Технологического института Нью-Джерси (New Jersey Institute of Technology) нашли способ перепрограммировать фибробласты в функциональные меланоциты – клетки, синтезирующие пигмент меланин. Новая методика окажет большое влияние на разработку клеточных методов лечения кожных заболеваний, таких как витилиго, а также новых скрининговых стратегий для меланомы. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications (Yang et al., Direct conversion of mouse and human fibroblasts to functional melanocytes by defined factors).
Новая методика исключает использование клеток-посредников. «Благодаря прямому перепрограммированию нам не нужно проходить стадию плюрипотентных стволовых клеток. Мы трансформируем фибробласты непосредственно в меланоциты. Поэтому эти клетки не обладают онкогенностью», – объясняет старший автор исследования Сяовэй Сюй (Xiaowei Xu), MD, PhD, доцент кафедры патологии и лабораторной медицины.
Перепрограммирование клеток одного типа в клетки другого вряд ли можно назвать чем-то необычным. Природа делает это постоянно, особенно когда клетки делятся и дифференцируются в процессе развития эмбриона во взрослый организм. Медицина изучает, как использовать клеточную специализацию для разработки новых клинических методов лечения. Однако контролировать этот процесс – сложная задача. Трудно определить специфические факторы транскрипции, необходимые для создания нужного типа клеток. Кроме того, процесс перепрограммирования клетки сначала в индуцированную плюрипотентную стволовую клетку (ИПСК), способную дифференцироваться, а затем в клетку нужного типа чреват образованием опухолей.
Доктор Сюй и его коллеги начали с поиска специфических транскрипционных факторов, важных для образования меланоцита, в литературе. Проведя скрининг найденных 10 факторов, они идентифицировали три, необходимые для образования меланоцитов: Sox10, MITF, и PAX3 – сочетание, названное SMP3.
«Мы выполнили огромный объем работы, – рассказывает доктор Сюй – и, убрав все комбинации других транскрипционных факторов, установили, что эти три имеют важнейшее значение».
Сначала исследователи протестировали комбинацию SMP3 на мышиных эмбриональных фибробластах, которые быстро начали экспрессировать маркеры меланоцитов.
Следующим шагом было использование комбинации SMP3 на человеческих эмбриональных дермальных клетках, что тоже привело к быстрому образованию меланоцитов (human-induced melanocytes, hiMels). Дальнейшее тестирование подтвердило, что полученные hiMels действительно функционируют как нормальные меланоциты не только в клеточной культуре, но и в организме животных, успешно синтезируя пигмент меланин. Функционально эти клетки оказались во всех отношениях идентичны нормальным меланоцитам.
Доктор Сюй и его коллеги рассчитывают использовать свою новую методику в лечении широкого спектра кожных заболеваний, особенно таких, как витилиго, для которых клеточная терапия является наиболее эффективным подходом.
Кроме того, эта методика может стать новым способом изучения меланомы. Получая меланоциты из фибробластов больных меланомой, объясняет доктор Сюй, «мы можем проводить скрининг не только для того, чтобы выяснить, почему эти пациенты предрасположены к развитию меланомы, но и, возможно, для поиска низкомолекулярных соединений, способных предотвратить развитие опухоли».
Возможно, самым главным, говорят исследователи, является то, что в организме гораздо больше легкодоступных фибробластов, чем тканеспецифических взрослых стволовых клеток, что позволяет использовать новую методику для разработки других клеточных методов лечения.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
26.12.2014