logo

Пользовательского поиска

Sunday 27th of May 2018

Прорыв в перепрограммировании клеток

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
19.09.2013 16:36

 

Доктор Якуб Ханна (Yaqub Hanna)

Доктор Якуб Ханна (Yaqub Hanna). (Фото: Ilya Melnikov)


Эмбриональные стволовые клетки обладают огромным потенциалом в области решения многих медицинских проблем. Поэтому открытие того, что из клеток кожи можно получить плюрипотентные стволовые клетки близкие к эмбриональным, было удостоено Нобелевской премии в 2012 году. Но этот процесс остается удручающе медленным и неэффективным, и получающиеся в результате стволовые клетки остаются непригодными для медицинского использования. Исследование, проведенное лабораторией доктора Якуба Ханна (Yaqub Hanna) из Института Вейцмана (Weizmann Institute of Science), опубликованное в журнале Nature, в корне меняет эту ситуацию: ученые идентифицировали «тормоз», сдерживающий образование стволовых клеток, и установили, что снятие этого тормоза может как синхронизировать этот процесс, так и повысить его эффективность с сегодняшних около 1 до 100%. Эти открытия могут упростить получение стволовых клеток для медицинских целей, а также углубить наше понимание этого таинственного процесса, посредством которого взрослые клетки могут вернуться в исходное эмбриональное состояние.


Эмбриональные стволовые клетки не прошли какой-либо «специализации», и поэтому могут дать начало клеткам любого типа. Этим и обусловлена их особая ценность: они могут быть использованы, в частности, для восстановления поврежденных тканей, лечения аутоиммунных заболеваний и даже для выращивания органов для трансплантации. Использование стволовых клеток, взятых из эмбрионов, весьма проблематично из-за их доступности и исходя из этических соображений, но надежда на возможность их клинического применения возродились в 2006 году, когда группа во главе с Синья Яманака (Shinya Yamanaka) из Киотского университета (Kyoto University) разработала метод «перепрограммирования» взрослых клеток. Полученные клетки, называемые индуцированными плюрипотентными стволовыми (ИПСК), создаются посредством встраивания в ДНК взрослых клеток четырех генов. Однако этот процесс сопряжен со многими трудностями: он занимает до четырех недель; время трансформации в ИПСК разнится от клетки к клетке; стволовыми клетками, в конечном итоге, становится менее одного процента обработанных.

Левая колонка: предыдущий метод получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК); правая колонка: ИПСК, полученные новым методом, разработанным доктором Ханна. Вверху: клетки кожи (красные); в центре: ИПСК из клеток кожи (зеленые); внизу: наложение верхнего и центрального изображений. Перепрограммированные в ИПСК клетки кожи показаны светло-желтым. Количество ИПСК на нижнем правом изображении значительно больше, чем на левом.

 

Левая колонка: предыдущий метод получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК); правая колонка: ИПСК, полученные новым методом, разработанным доктором Ханна. Вверху: клетки кожи (красные); в центре: ИПСК из клеток кожи (зеленые); внизу: наложение верхнего и центрального изображений. Перепрограммированные в ИПСК клетки кожи показаны светло-желтым. Количество ИПСК на нижнем правом изображении значительно больше, чем на левом. (Фото: Weizmann Institute of Science)

 

 

 

Вопрос, которой задали себе доктор Ханна и его коллеги, можно сформулировать так: что является главным препятствием (или препятствиями), мешающим успешному перепрограммированию большинства клеток? В своем предыдущем исследовании, используя математические модели, доктор Ханна показал, что существует только одно препятствие. Конечно, Ханна первым признает, что в биологии для подтверждения модельных результатов необходимы экспериментальные данные. В настоящем исследовании не только получено доказательство этого предположения, но и показана суть этого единственного препятствия, а также то, что его устранение может значительно повысить эффективность перепрограммирования.

Группа доктора Ханна сосредоточила свое внимание на белке MBD3 с неизвестной функцией. Белок MBD3 привлек их внимание, так как экспрессируется в каждой клетке организма на каждом этапе его развития. Это довольно редкое явление: в целом, большинство типов белков вырабатываются в определенных клетках, в определенное время, для выполнения определенных функций. Ученые установили, что из правила экспрессии данного белка есть одно исключение – первые три дня после зачатия. Это как раз те три дня, в которые оплодотворенная яйцеклетка начинает делиться, и зарождающийся эмбрион образует сферу из плюрипотентных стволовых клеток, которые в конечном итоге станут всеми типами клеток организма. Дифференцировка начинается с четвертого дня, и клетки начинают терять свой плюрипотентный статус. Именно в это время впервые появляется белок MBD3.

Это открытие имеет большое значение для получения ИПСК для медицинских целей. Чтобы встроить четыре гена в ДНК клетки, доктор Яманака использовал вирусы, но, по соображениям безопасности, вирусы не используются в перепрограммировании клеток, которые предполагается применять в клинике. Это еще более снижает эффективность процесса – до около десятой доли процента. Израильские исследователи показали, что удаление белка MBD3 из взрослых клеток организма может повысить эффективность процесса перепрограммирования и на несколько порядков ускорить его. Время, необходимое для получения стволовых клеток, сокращается с четырех недель до восьми дней. В качестве дополнительного бонуса, так как все клетки проходили перепрограммирование с одинаковой скоростью, ученые впервые смогли отследить весь процесс шаг за шагом и расшифровать его механизм.

Доктор Ханна отмечает, что достижение его группы было основано на изучении естественных путей эмбрионального развития: «Ученые, исследующие перепрограммирование, могут извлечь много полезной информации из более глубокого изучения того, как эмбриональные стволовые клетки образуются в природе. В конце концов, природа все еще делает их лучше, наиболее эффективным способом».

 

 

 

 

По материалам

Stem Cell Reprogramming Made Easier

 

Оригинальная статья:

Yoach Rais, Asaf Zviran, Shay Geula, Ohad Gafni, Elad Chomsky, Sergey Viukov, Abed AlFatah Mansour, Inbal Caspi, Vladislav Krupalnik, Mirie Zerbib, Itay Maza, Nofar Mor, Dror Baran, Leehee Weinberger, Diego A. Jaitin, David Lara-Astiaso, Ronnie Blecher-Gonen, Zohar Shipony, Zohar Mukamel, Tzachi Hagai, Shlomit Gilad, Daniela Amann-Zalcenstein, Amos Tanay, Ido Amit, Noa Novershtern, Jacob H. Hanna. Deterministic direct reprogramming of somatic cells to pluripotency

 

© «Прорыв в перепрограммировании клеток». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки.

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday734
mod_vvisit_counterYesterday851
mod_vvisit_counterThis week734
mod_vvisit_counterLast week4585
mod_vvisit_counterThis month17809
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days4001191

We have: 17 guests, 2 bots online
Your IP: 54.159.85.193
 , 
Today: Май 27, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.