Индуцированные стволовые клетки похожи на эмбриональные

Плюрипотентные стволовые клетки могут неограниченно делиться и превращаться во все другие виды клеток. Изображение предоставлено пресс-службой МФТИ

Российские ученые доказали, что стволовые клетки, полученные из обычных клеток организма с помощью репрограммирования, почти не отличаются от эталонных. Работа исследователей может приблизить нас к созданию искусственных органов в пробирке.

Плюрипотентные стволовые клетки могут неограниченно делиться и превращаться в клетки других типов. Они отвечают за восстановление тканей организма, и теоретически из них можно получить практически любой орган. Но во взрослом организме плюрипотентных стволовых клеток нет — это состояние характерно только для клеток первых дней эмбрионального развития. Поэтому стволовые клетки для медицины предлагают брать из ранних эмбрионов человека, полученных в инкубаторах экстракорпоральным оплодотворением. Однако многие люди считают такой подход неэтичным, и потому ученые ищут альтернативу эмбриональным стволовым клеткам.

Так, в 2007 году японские исследователи показали, что обычные клетки организма можно обратно превратить в стволовые с помощью нескольких операций, выключающих гены, ответственные за клеточную специализацию, и, наоборот, включающих гены, активные в стволовой клетке. Однако до сих пор было непонятно, насколько такие индуцированные, или репрограммированные, стволовые клетки отличаются от эмбриональных стволовых клеток.

Новое исследование

Российские ученые из Института общей генетики, Федерального научного центра физико-химической медицины (ФНКЦ ФХМ), МФТИ и Казанского федерального университета сравнивали эмбриональные стволовые клетки, три типа полученных из них обычных клеток (это были нейроны, фибробласты — клетки соединительной ткани и клетки эпителия сетчатки глаза), а также три типа индуцированных стволовых клеток, репрограммированных обратно из обычных клеток. Все клетки содержали один и тот же набор генов, и отличия между ними объяснялись только различными активностями генов.

Они определили транскриптом клеток, то есть перечислили все активно синтезируемые по ДНК клетки продукты, а также определили, какие участки клеточных ДНК метилированы, то есть химически модифицированы метильными группами — метилирование снижает активность генов. В результате ученые показали, что индуцированные стволовые клетки из нейронов, фибробластов и эпителия почти не отличаются от исходных эмбриональных, а все тонкие отличия в механизме регуляции активности их генов можно объяснить случайными факторами.

«В ходе исследования мы также сформулировали концепцию наилучшей линии индуцированных плюрипотентных клеток, — рассказывает Дмитрий Ищенко, аспирант МФТИ и научный сотрудник ФНКЦ ФХМ. — Если сначала взять эмбриональную стволовую клетку, потом дать ей превратиться в пять разных специализированных, а потом их репрограммировать в стволовые, то с вероятностью 95% в этих пяти линиях хотя бы одна окажется такой же, как исходные эмбриональные».

Результаты работы ученых опубликованы в журнале Cell Cycle.

Последние годы ученые активно изучают разные способы получения индуцированных стволовых клеток. Так, недавно швейцарские ученые показали, что при выращивании таких клеток в трехмерных гелевых каркасах эффективность репрограммирования сильно зависит от плотности и жесткости материала каркаса.
Теги:

Читать еще на Чердаке: