Эмбриональные стволовые клетки, полученные из бластоцисты, развившейся из двухклеточного интерфазного эмбриона, созданного методом переноса ядер соматических клеток (увеличение 40х). (Фото: Mitalipov лаборатория в OHSU)
Очередной успех доктора Миталипова
Ученым Орегонского университета здоровья и науки (Oregon Health & Science University) удалось создать эмбриональные стволовые клетки из соматических клеток мышей, используя цитоплазму двухклеточных эмбрионов, клетки которых вошли в позднюю стадию клеточного цикла – интерфазу. Ранее ученые полагали, что эмбриональные стволовые клетки можно получить, используя цитоплазму только метафазной яйцеклетки.
Результаты, полученные Шухратом Миталиповым (Shoukhrat Mitalipov), PhD, и его группой, окажут значительное влияние на науку о получении аутологичных человеческих эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) для использования в регенеративной медицине. Человеческие эмбриональные стволовые клетки способны трансформироваться в любой тип клеток организма, и ученые считают терапию стволовыми клетками перспективным направлением в лечении и даже полном излечении широкого спектра заболеваний – от болезни Паркинсона до сердечных заболеваний и травм спинного мозга.
Если полученные на мышах результаты удастся воспроизвести на клетках человека, это значительно поможет в получении не подверженных риску отторжения человеческих эмбриональных стволовых клеток для регенеративной медицины: эмбриональные клетки, использованные для перепрограммирования доктором Миталиповым – клетки в интерфазе – более доступны, чем неоплодотворенные находящиеся в метафазе ооциты.
Эмбриональные стволовые клетки можно получить методом переноса ядер соматических клеток (somatic cell nuclear transfer, SCNT) – пересадки ядра взрослой клетки в цитоплазму неоплодотворенной яйцеклетки. Цитоплазматические механизмы неоплодотворенной яйцеклетки обладают свойством перепрограммировать это ядро и клетку в эмбриональную стволовую клетку, способную дифференцироваться в клетку любого типа.
Принципиальная схема исследования. Оба ядра двухклеточного мышинового эмбриона в интерфазе были заменены ядрами соматических или эмбриональных клеток. Образовавшиеся в результате эмбрионы были использованы для получения эмбриональных стволовых клеток (ESCs) или клонированного потомства. (Mitalipov laboratory at OHSU)
«Всегда считалось, что эта способность к перепрограммированию исчезает, когда клетка выходит из метафазы», - говорит Миталипов, старший научный сотрудник Орегонского национального центра изучения приматов (Oregon National Primate Research Center) OHSU. «Наше исследование показывает, что способность цитоплазмы эмбриональных клеток к перепрограммированию сохраняется и на более поздней стадии, даже во время интерфазы. По-видимому, эти факторы по-прежнему работают и эффективно перепрограммируют клетки – так же, как они делают это в метафазе».
Перепрограммировать клетки интерфазной цитоплазмой пытались многие ученые. Доктор Миталипов и его коллеги достигли успеха за счет точной синхронизации клеточных циклов ядра соматической клетки и эмбриональной цитоплазмы-реципиента. По словам доктора Миталипова, чтобы процесс пошел, ядро и цитоплазма должны находиться почти в одной и той же точке клеточного цикла.
«В этом и состоял весь секрет», - объясняет ученый. «Когда мы добились этого совпадения, все заработало».
Следующим шагом в исследованиях Миталипова и его коллег будет воспроизведение полученных результатов на клетках макак-резусов.
Шухрат Миталипов – мировой лидер в области исследования эмбриональных стволовых клеток и переноса ядер соматических клеток. Недавно он был назначен директором вновь созданного исследовательского центра при OHSU – Центра эмбрионально-клеточной и генной терапии (Center for Embryonic Cell and Gene Therapy).