logo

Пользовательского поиска

Sunday 23rd of September 2018

Заменить незаменимое: крупный успех в области создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
22.07.2013 11:44

 

Эммануэль Нивэ (слева), Хуан Карлос Исписуа Бельмонте (стоят) и  Игнасио Санчо-Мартинес.

Эммануэль Нивэ (слева), Хуан Карлос Исписуа Бельмонте (стоят) и Игнасио Санчо-Мартинес. (Фото: Salk Institute for Biological Studies)

 

Ученые Института Солка «подправили» формулу Яманака

 

Стволовые клетки – ключ к выполнению того, что обещает пациентам регенеративная медицина: восстановлению или замене поврежденных тканей тканями, выращенными «на заказ». Важнейшую роль здесь играют индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), которые могут быть созданы из собственных тканей пациента, что исключает риск иммунного отторжения. Однако жесткая формула получения ИПСК, разработанная Синья Яманака (Shinya Yamanaka), за которую в прошлом году он был удостоен Нобелевской премии, предусматривает лишь ограниченное количество изменений в клетках человека, сужая возможности их клинического применения.


Профессор лаборатории экспрессии генов Института биологических исследований Солка (Salk Institute for Biological Studies) Хуан Карлос Исписуа Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte) и его коллеги показали, что рецепт получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток может быть гораздо более гибким, чем предполагалось. Впервые исследователи заменили считавшийся абсолютно необходимым ген, показав возможность разработки более практичных рецептов, что должно ускорить внедрение терапии стволовыми клетками в клиническую практику. О результатах проведенного ими исследования ученые сообщают в журнале Cell Stem Cell.

Стволовые клетки бывают двух типов: эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) – незрелые клетки, которые никогда не дифференцировались в специфические типы клеток, – и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) – зрелые клетки, вновь перепрограммированные в недифференцированное состояние. После открытия в 2006 году Яманака того, что для перепрограммирования зрелой клетки в плюрипотентную достаточно введения четырех генов, большинство ученых приняли его метод получения ИПСК как единственно правильное руководство к действию.

Профессор Исписуа Бельмонте и его коллеги пошли другим путем и установили, что плюрипотентность (способность стволовых клеток к дифференцировке в почти любой вид взрослых клеток) может быть достигнута и путем изменения баланса необходимых для дифференцировки генов. Эти гены кодируют так называемые линейные факторы транскрипции – белки, направляющие стволовую клетку по пути дифференциации сначала в клетку определенной клеточной линии, или типа (например, в клетки крови или клетки кожи), а затем в определенную клетку данного типа (например, в первом случае в лейкоцит).

«До этой серии экспериментов большинство ученых исходили из посылки, что зрелой клетке нужно навязать состояние, близкое к состоянию эмбриональной», - объясняет Исписуа Бельмонте. «Соответственно, основные усилия были направлены на выявление факторов, характерных для естественно существующих эмбриональных стволовых клеток, которые позволили бы перепрограммировать зрелые клетки или усовершенствовать этот процесс».

Однако, несмотря на все эти усилия, способа определить, только через генетическую идентичность, что клетки плюрипотентны, по-видимому, не существует, и плюрипотентность обычно оценивается путем функциональных проб. Другими словами, если клетка ведет себя как стволовая, она, очевидно, является стволовой.

Впервые лаборатория  Исписуа Бельмонте заменила ген Oct4, ранее считавшийся совершенно необходимым для получения человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. На снимке перепрограммированные новым методом клетки, экспрессирующие маркеры плюрипотентности, идентифицированные с помощью иммунофлуоресцентного анализа. (NANOG зеленый, TRA-1-81 красный).

 

Впервые лаборатория Исписуа Бельмонте заменила ген Oct4, ранее считавшийся совершенно необходимым для получения человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. На снимке перепрограммированные новым методом клетки, экспрессирующие маркеры плюрипотентности, идентифицированные с помощью иммунофлуоресцентного анализа. (NANOG зеленый, TRA-1-81 красный). (Фото: Salk Institute for Biological Studies)

 

Такое положение вещей привело исследователей к ключевым изменениям в понимании плюрипотености. «Плюрипотентность, по-видимому, представляют собой не дискретную клеточную сущность, а, скорее, функциональное состояние, определяемое балансом между противоположными силами дифференциации», - считает Исписуа Бельмонте.

Поняв это, ученые пришли к выводу, что четыре дополнительные гены не являются необходимыми для плюрипотентности. Плюрипотентность может быть достигнута путем изменения соотношения «линейных спецификаторов» – генов, которые уже есть в клетке и которые указали ей, каким типом взрослой ткани она может стать.

«Одним из выводов из нашего открытия является то, что идентичность стволовых клеток на самом деле не является чем-то неизменяемым, а скорее представляет собой равновесие, которое может быть достигнуто множеством различных комбинаций факторов, необязательно типичных для ЭСК», - говорит постдокторант лаборатории Исписуа Бельмонте Игнасио Санчо-Мартинес (Ignacio Sancho-Martinez), один из первых авторов статьи.

Группе Исписуа Бельмонте удалось показать, что способствовать перепрограммированию клеток в ИПСК могут более чем семь дополнительных генов. И, самое главное, ученым впервые удалось заменить в клетках человека один из генов оригинального рецепта – Oct4, который ранее уже был заменен в клетках мышей, но все еще считался необходимым для перепрограммирования клеток человека. Возможность заменить его, так же как и SOX2, другой ген, считавшийся необходимым, который никогда не был заменен в сочетании с Oct4, показала, что развитие стволовых клеток должно рассматриваться совершенно по-новому.

«Было принято считать, что развитие ведет к клеточно-тканевой спецификации через «открытие» определенных дверей дифференциации», - говорит Эммануэль Нивэ (Emmanuel Nivet), постдокторант лаборатории Исписуа Бельмонте, один из первых авторов статьи. Однако успешная замена как Oct4, так и SOX2 показывает обратное. «Плюрипотентность – это комната, в которой все двери открыты, и в которой дифференциация осуществляется путем «закрытия» дверей», - продолжает ученый. «И наоборот, перепрограммирование в состояние плюрипотентности осуществляется путем их открытия».

Исследователи считают, что их работа должна помочь преодолеть одно из главных препятствий на пути к широкому внедрению терапии стволовыми клетками: четыре оригинальных гена, используемые для перепрограммирования стволовых клеток, связаны с развитием рака.

«Недавние исследования в области рака, многие из которых проведены моими коллегами из Института Солка, показали молекулярное сходство между пролиферацией стволовых и раковых клеток, поэтому неудивительно, что частью рецепта ИПСК стали онкогены», - говорит Исписуа Бельмонте.

Ученые надеются, что разработанный ими метод позволит ускорить терапевтические изыскания. «Показав, что можно заменить считавшиеся совершенно необходимыми для перепрограммирования гены несколькими другими, не замеченными в участии в канцерогенезе, мы надеемся, что наша работа позволит быстрее транслировать исследования в области индуцированных плюрипотентных стволовых клеток в клиническую практику», - заключает профессор Бельмонте.

 

 

По материалам

Salk scientists discover more versatile approach to creating stem cells

 

Оригинальная статья:

Nuria Montserrat, Emmanuel Nivet, Ignacio Sancho-Martinez, Tomoaki Hishida, Sachin Kumar, Laia Miquel, Carme Cortina, Yuriko Hishida, Yun Xia, Concepcion Rodriguez Esteban, Juan Carlos Izpisua Belmonte. Reprogramming of Human Fibroblasts to Pluripotency with Lineage Specifiers

 

© «Заменить незаменимое: крупный успех в области создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки.

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday338
mod_vvisit_counterYesterday1661
mod_vvisit_counterThis week338
mod_vvisit_counterLast week13330
mod_vvisit_counterThis month27307
mod_vvisit_counterLast month26517
mod_vvisit_counterAll days4117713

We have: 14 guests, 14 bots online
Your IP: 54.162.159.33
 , 
Today: Сен 23, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.