Назад в будущее: израильскими учеными получен новый тип человеческих плюрипотентных стволовых клеток

Доктор Якуб Ханна (Yaqub Hanna). (Фото: israel21c.org)

Одно из препятствий на пути к использованию человеческих эмбриональных стволовых клеток в медицине состоит в их же главном свойстве: они рождаются, чтобы быстро дифференцироваться в другие типы клеток. До сих пор ученым не удавалось эффективно сохранять человеческие эмбриональные стволовые клетки в их первозданном «стволовом» состоянии. Предложенной эмбриональным стволовым клеткам альтернативе – перепрограммированным взрослым клеткам, называемым индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (induced pluripotent stem cells, iPS cells), – свойственны те же ограничения. Обладая способностью дифференцироваться во многие клеточные типы, они тоже стремятся дифференцироваться в определенные клеточные линии. Группа ученых из Института Вейцмана (Weizmann Institute of Science), Израиль, добилась значительного успеха в преодолении этого препятствия: исследователи создали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, полностью возвращенные в самое раннее состояние, и научились подавлять стремление клеток к дифференциации.

Со времени создания в 2006 году индуцированные плюрипотентные стволовые клетки представляются в качестве этической и практической замены эмбриональным стволовым клеткам. Их получают встраиванием четырех генов в геном взрослых клеток, например, фибробластов кожи. Эта манипуляция почти полностью – но не до конца – поворачивает вспять часы их развития и придает клеткам свойства, близкие к свойствам эмбриональных стволовых. Доктор Якуб Ханна (Yaqub Hanna) с кафедры молекулярной генетики Института Вейцмана и ученые из Израильского национального центра персонализированной медицины (Israel National Center for Personalized Medicine) поняли, что встраивания генов, возвращающего клетки в исходное «стволовое» состояние, недостаточно. Нужно еще подавить их стремление к дифференцировке.

Ученые знали, что это возможно: мышиные эмбриональные стволовые клетки, используемые во многих лабораторных экспериментах, легко сохраняют свое исходное непримированное состояние, и работа с ними не сопряжена с проблемами, возникающими при работе с человеческими ЭСК. Доктор Ханна и его коллеги поняли, что, если они сумеют объяснить, как мышиным эмбриональным стволовым клеткам удается подавить свое стремление к дифференциации в лабораторных условиях, эти знания можно будет применить и к клеткам человека. С помощью лабораторных экспериментов и генетического анализа исследователи разработали «лечение» для человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, подавляющее in vitro генетический путь дифференциации.

Обработанные их методом человеческие iPS-клетки были введены в мышиные бластоцисты – находящиеся на ранней стадии развития эмбрионы, состоящие всего из нескольких клеток. Если полученные учеными человеческие iPS-клетки действительно были некоммитированными, а также жизнеспособными, они должны были развиваться вместе с мышиными клетками. Добавление к iPSCs флуоресцентного маркера должно было показать, что происходит с ними в развивающемся эмбрионе, и через десять дней ученые увидели, что эмбрионы действительно содержали как мышиные, так и человеческие ткани.

«Эти клетки соответствуют самым ранним стадиям развития человеческих эмбриональных стволовых клеток, которые когда-либо были достигнуты. Нам удалось «заморозить» то, что по существу является очень быстротечной стадией, и получить новое плюрипотентное состояние стволовых клеток», - комментирует свой успех доктор Ханна.

Результаты его исследования имеют широчайшую сферу применения в области биомедицинских исследований, в частности, в генной терапии, а также в генетической инженерии. Ученые планируют продолжить исследование «очеловеченных» мышиных эмбрионов и надеются найти способы направить развитие человеческой ткани в функциональные органы.

Интеграция наивных плюрипотентных клеток, полученных из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, (желто-зеленые) в различные ткани развивающегося мышиного эмбриона-хозяина (красные клетки). (Weizmann Institute of Science)

По материалам

New Stem Cells Go Back Further

© «Назад в будущее: израильскими учеными получен новый тип человеческих плюрипотентных стволовых клеток». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки.

Еще о работе доктора Ханна

Прорыв в перепрограммировании клеток