Учёные превратили клетки в стволовые без помощи вирусов
Впервые в мире учёным удалось перепрограммировать взрослые клетки организма в плюрипотентные (способные специализироваться в клетки любого типа) без использования вирусов. Впечатляющее достижение представляет собой новый метод получения более безопасных индуцированных плюрипотентных клеток.
Для того чтобы вырастить идеально подходящий орган для пересадки определённому человеку, необходимо либо забрать у него некоторое количество стволовых клеток при рождении, либо «перепрограммировать» клетки взрослого организма в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (IPS cells).
Перепрограммировать, значит, вернуть в начальное состояние (например как в эмбрионе), когда они ещё не дифференцировались, то есть не выбрали определённую функцию, которую они будут выполнять в организме. Для этого необходимо включить (реактивировать) «спящие» гены, которые позволят клетке снова стать плюрипотентной.
Схематическое изображение новой технологии получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иллюстрация с сайта ed.ac.uk).
Впервые этого добились японские учёные. Группа профессора Синя Яманака (Shinya Yamanaka) инфицировала клетки вирусами и внедрила в их ДНК векторы, которые и включили необходимые гены.
Но так как векторы оставались в ДНК «новых» клеток, существовала вероятность, что со временем произойдёт какой-либо сбой, который может привести к генетической мутации или развитию рака.
Дальнейшие эксперименты показали, что можно включать гены и без помощи вирусов (по крайней мере, в клетках мышей). Но тогда выход (количество перепрограммированных клеток относительно количества начальных взрослых) становился ничтожно малым, что делало эти методы неподходящими для применения в восстановительной медицине или тестировании новых лекарств.
Решать проблемы взялись сразу две научные группы: одна под руководством Андреаса Наги (Andreas Nagy) в исследовательском институте Сэмюэла Луненфельда (Samuel Lunenfeld Research Institute), другая – ведомая Кейсуке Кахи (Keisuke Kaji) в университете Эдинбурга.
И вот наконец они рассказали о полученных результатах (обе статьи вышли в Nature – 1 и 2).
«Новый метод позволяет получить стволовые клетки без использования эмбрионов и может быть применён для производства стволовых клеток из многих типов клеток пациента, например клеток кожи», – говорит доктор Наги (фото с сайта mountsinai.on.ca).
Учёные внедрили четыре фактора (c-Myc, Klf4, Oct4 и Sox2), открытые Яманака, в кусок ДНК, который прозвали «кассетой». В неё также входил транспозон (так называемый прыгающий ген) piggyBAC.
Обе команды показали, что эту «кассету» можно внедрить в ДНК фибробластов (клеток соединительной ткани) как мыши, так и человека и таким образом вернуть их в состояние, близкое к эмбриональному.
Для того же чтобы затем «извлечь» её обратно (и исключить возможность будущих мутаций), генетики использовали фермент транспозазу. Правда, вычленить «кассету» пока удалось только из клеток мыши.
Многие учёные считают, что до тех пор пока сходный результат не будет получен у человека, новый метод нельзя признать хорошей альтернативой вирусному внедрению векторов. Но Наги полагает, что рано или поздно ему и его коллегам удастся извлечь «кассету» из клеток кожи человека.
А пока технологию «обкатывают» на клетках кошек и собак.
Узнайте также о том, как стволовые клетки были получены из зубов мудрости.
СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ
