|
Рихард Шлегель (Richard Schlegel), MD, PhD. (Фото: georgetown.edu)
Группа ученых из онкологического исследовательского центра Georgetown Lombardi Comprehensive Cancer Center сообщила о том, что клетки, впервые полученные в их лаборатории год назад, представляют собой новое состояние первичных эпителиальных клеток млекопитающих, близкое к состоянию стволовых клеток. Исследователи утверждают, что они обладают свойствами, позволяющими, наконец, сделать регенеративную медицину реальностью.
В статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, они сообщают, что эти стволовые клетки экспрессируют гены, отличные от тех, что экспрессируют эмбриональные и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Это объясняет, почему в отличие от других стволовых клеток они не образуют опухолей и почему процесс получения из них клеток конкретного типа может быть более контролируемым.
«Кажется, это именно тот тип клеток, который нужен, чтобы сделать регенеративную медицину реальностью», - говорит руководитель исследования заведующий кафедрой патологии Georgetown Lombardi – отделения Медицинского центра Джорджтаунского университета (Georgetown University Medical Center) – Рихард Шлегель (Richard Schlegel), MD, PhD.
Данное исследование является продолжением работы, которая в декабре 2011 года привела к крупному успеху: доктору Шлегелю и его коллегам удалось разработать метод, позволяющий неопределенно долго поддерживать in vitro жизнедеятельность как нормальных, так и раковых клеток.
Ученые установили, что добавление к клеткам ингибитора Rho-киназы (Y-27632) и фидерных фибробластов приводит к их трансформации в живущие неопределенно долго клетки со свойствами стволовых. После удаления Rho-киназы и фидерных клеток они возвращаются к типу клеток, от которого когда-то произошли. Ученые назвали эти клетки «условно перепрограммированными клетками» (conditionally reprogrammed cells, CRCs).
В сентябрьском номере журнала The New England Journal of Medicine доктор Шлегель и его коллеги сообщили, что условно перепрограммированные клетки, полученные из нормальных и опухолевых клеток 24-летнего мужчины с редким типом рака легких, позволили врачам подобрать эффективную терапию. Эти клетки были использованы для скрининга химиотерапевтических средств, и таким образом ученые смогли определить, какие препараты наиболее активны по отношению к опухолевых и наименее вредны для нормальных клеток.
«Наше первое клиническое применение этого метода представляет собой яркий пример персонализированной медицины», - комментирует свой успех доктор Шлегель.
Доктор Шлегель (справа) с ассистентом в своей лаборатории. (Фото: georgetown.edu)
Однако, предупреждает ученый, потребуется целая армия исследователей и твердые фундаментальные знания, чтобы понять, будет ли этот метод тем прорывом, который нужен, чтобы вступить в новую эру персонализированной медицины.
Целью же данного исследования было сравнение свойств условно перепрограммированных клеток с известными свойствами эмбриональных и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (последние получаются путем встраивания генов, что делает их способными дифференцироваться в другие типы специализированных клеток). Как эмбриональные, так и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки уже исследовались с точки зрения их возможного использования в регенеративной медицине, но, как установлено в экспериментах на мышах, оба эти типа могут образовывать опухоли. Кроме того, по словам доктора Шлегеля, трудно проконтролировать, в какой тип клеток они дифференцируются.
«Вам нужно, чтобы они стали клетками легких, но вместо этого они вполне могут дифференцироваться в клетки кожи», - поясняет ученый.
В противоположность этому полученные, например, из легких и помещенные в необходимые условия клетки будут развивать свойства стволовых, что позволит увеличить популяцию легочных клеток. Процесс перепрограммирования протекает очень быстро. За три дня после добавления ингибитора и фидерных клеток ученые получили большое количество стволовых клеток. При этом процесс полностью обратим: при удалении из системы ингибитора и фидерных клеток условно перепрограммированные клетки теряют свойства стволовых, трансформируются в дифференцированные клетки легких и потенциально могут быть безопасно имплантированы в ткань.
Исследователи сравнили экспрессию генов в условно перепрограммированных, эмбриональных и индуцированных плюрипотентных стволовых клетках и установили, что, в то время как некоторые гены экспрессируются во всех трех типах, в условно перепрограммированных клетках не наблюдается гиперэкспрессии целого ряда важнейших транскрипционных факторов (Sox2, Oct4, Nanog или Klf4), экспрессирующихся в эмбриональных и индуцированных плюрипотентных стволовых клетках.
«Так как они не экспрессируют этих генов, они не образуют опухолей и, в отличие от других клеток, линейно коммитированы», - объясняет доктор Шлегель. «Это говорит о том, что условно перепрограммированные клетки являются другим видом стволовых клеток».
Если и когда использование условно перепрограммированных клеток станет достаточно совершенным для клиники – а для этого, подчеркивает доктор Шлегель, потребуется значительная работа, – их, потенциально, можно будет использовать в целом ряде новых методов.
«Возможно, их можно будет более широко использовать для определения чувствительности к химиотерапии, как мы показали в статье, опубликованной в NEJM, и в регенеративной медицине для замены поврежденной ткани органа при диабете – мы могли бы удалять остатки островков поджелудочной железы, размножать их клетки и имплантировать их обратно в поджелудочную железу. Кроме того, их можно использовать для лечения многих болезней накопления, вызванных отсутствием ферментов печени. В этих случаях мы могли бы брать клетки печени, размножать их, встраивать в них нормальные гены и возвращать в организм пациентов», - заглядывает в будущее доктор Шлегель.
«Потенциал этих клеток огромен, и захватывающее изучение их возможностей продолжается», - заключает ученый.
По материалам
«Different Kind of Stem Cell» Possesses Attributes Favoring Regenerative Medicine
Оригинальная статья:
Frank A. Suprynowicz, Geeta Upadhyay, Ewa Krawczyk, Sarah C. Kramer, Jess D. Hebert, Xuefeng Liu, Hang Yuan, Chaitra Cheluvaraju, Phillip W. Clapp, Richard C. Boucher, Jr, Christopher M. Kamonjoh, Scott H. Randell, and Richard Schlegel. Conditionally reprogrammed cells represent a stem-like state of adult epithelial cells
© ««Другой» вид стволовых клеток, возможно, сделает регенеративную медицину реальностью». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки. Письменное разрешение обязательно.
Еще о стволовых клетках
Специфический флуоресцентный маркер для нейральных стволовых клеток
Раскрывая тайны стволовых клеток
Из стволовых клеток эндотелия сосудов выращены функциональные кровеносные сосуды
Найдены причины низкой эффективности метода Яманаки
Впервые получены пригодные для терапии сердечно-сосудистые клетки-предшественники
Источником индуцированных плюрипотентных стволовых клеток для лечения сердечно-сосудистых заболеваний стал обычный образец крови
Нейроны можно получать из слущивающегося почечного эпителия
Прорыв в понимании биологии эмбриональных стволовых клеток
Из стволовых клеток получены два типа гладкомышечных клеток сосудов
Хронический миелолейкоз: определен механизм развития лекарственной резистентности раковых стволовых клеток
Related Articles: |
