Медицина 2.0

Ранее открытый простой рецепт по приданию взрослым стволовым клеткам характеристик эмбрионоподобных стволовых клеток на сегодняшний день еще более упрощен. В новом отчете, опубликованном в журнале «Cell» (от 6-ого февраля), представлена уникальная информация, заключающаяся в возможности приобретения нейрональными стволовыми клетками, забранными у взрослых мышей, характеристик эмбриональных стволовых клеток при добавлении единственного фактора транскрипции. Факторы транскрипции являются генами, контролирующими активность других генов.

Данное открытие следует за опубликованным в 2006 году отчетом, также в журнале «Cell», согласно которому введение четырех компонентов способно трансформировать дифференцированные клетки, забранные у взрослых мышей, в «индуцированные плюрипотентные стволовые клетки» (iPS) с физическими, генетическими характеристиками и характеристиками роста, типичными для эмбриональных стволовых клеток (http://www.medicalnewstoday.com/articles/49405.php). Плюрипотентность означает способность дифференцировки в большинство других клеточных типов. Позднее доказана действенность данного рецепта по отношению к клеткам кожи человека (http://www.medicalnewstoday.com/articles/89503.php).

В последующих исследованиях обнаружено, что четырехкомпонентный рецепт в некоторых случаях может быть сокращен до двух или трех обязательных компонентов, сообщает Hans Schoeler из Института молекулярной биомедицина Макса Планка в Германии. «На сегодняшний день, согласно имеющимся у нас данным, достаточно одного компонента. Это действительно потрясающее наблюдение с позиции биологии».

Данное открытие проливает свет на длительно существовавшие вопросы, касающиеся различий эмбриональных стволовых клеток, дающих начало яйцеклетке и сперматозоиду, от других клеток организма. Также оно может повлиять на применение репрограммированных стволовых клеток для замены клеток, потерянных в результате заболевания или ранения.

Другие исследователи во главе с Shinya Yamanaka продемонстрировали, что взрослые клетки могут быть репрограммированы посредством добавления четырех факторов, а именно, Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc. Недавно Schoeler с коллегами обнаружили, что факторов Oct4 и Klf4 достаточно для индукции плюрипотентности в нейрональных стволовых клетках.

Они обнаружили, что Oct4 является «движущей силой» конверсии нейрональных стволовых клеток в клетки иПС (однако фактор Klf4 не подвергался оценке). Единственный фактор транскрипции является не только обязательным, но также достаточным для приобретения нейрональными стволовыми клетками плюрипотентности.

Данные клетки, которые обозначены исследовательской командой «1F iPS», способны дифференцироваться во все три зародышевые слои. Данные первичные зародышевые слои эмбрионов в конечном итоге приводят к формированию всех тканей и органов организма. Указанные клетки способны не только эффективно дифференцироваться в нейрональные стволовые клетки, кардиомиоциты и половые клетки, но и формировать опухоли при их инъекционном введении под кожу лишенных волосяного покрова мышей. Данные опухоли, или тератомы, состоят из ткани, включающей все три зародышевых слоя. При инъекции в эмбрионы мышей, клетки 1F iPS также распределяются в развивающиеся органы животных, а также распространялись через зародышевую линию в следующее поколение клеток.

Согласно приведенным результатам, взрослые стволовые клетки могут приобрести свойство плюрипотентности без факторов c-Myc и Klf4, которые являются доказанными онкогенами, способствующими превращению нормальных клеток в опухолевые. Ограничение числа факторов также благоприятно в связи с необходимостью введения меньшего числа генов в геном, где они потенциально могут привести к неблагоприятным эффектам.

«Поразительно, что одного фактора Oct4 достаточно для индукции плюрипотентности в нейрональных стволовых клетках, что демонстрирует его критически важную роль в процессе репрограммирования», вынесли заключение исследователи. «В последующих исследованиях будет изучаться возможность репрограммирования других источников нейрональных стволовых или прогениторных клеточных популяций, таких как мезенхимальных стволовых клеток костного мозга мышей или человека или пульпы зуба, в клетки iPS, а также возможность индукции экспрессии фактора Oct4 неретровирусными средствами, что соответствует необходимому условию генерации терапевтически значимых iPS-клеток»

Иллюстрация к статье: Яндекс.Картинки