Кембриджські науковці зуміли успішно «перезапустити» плюрипотентні стовбурові клітини людини, «повернувши» їх у розвитку до початкової стадії: на ній клітини перебувають у зародку, якому 7-9 днів. На думку вчених, ці «первинні» стовбурові клітини (яких донедавна не вдавалося отримати в лабораторних умовах) можуть служити відправною точкою для біологічного формування людини. Дослідники сподіваються, що відкриття дозволить краще зрозуміти, як відбувається розвиток плоду, а в майбутньому дасть змогу виробляти надійніші «вихідні матеріали» для різних медичних практик (насамперед, у клітинній терапії). Результати експериментів опублікував журнал «Cell».
За допомогою генів NANOG і KLF2 науковці з Кембриджа «перезавантажили» стовбурову клітину, вона набула стану примітивної плюрипотентності.
Людські плюрипотентні стовбурові клітини можуть перетворюватися на будь-які клітини й тканини організму. Їх отримують лабораторно: добуваючи із зародків на початковій стадії розвитку або ж повертаючи дорослі клітини в плюрипотентний стан.
Донедавна науковці безуспішно намагалися згенерувати такий первинний стан. Отримати вдавалося лише клітини, які перебували на дещо пізнішій стадії розвитку: вони вже мали ранні ознаки дифереціації, тобто спеціалізованого типу. Це не був «чистий» вихідний матеріал, адже такі клітини в лабораторних умовах мали схильність розвиватися вже в конкретні види тканин (адже процес диференціації почався напередодні).
«Виділення ембріональних стовбурових клітин нагадує зупинку онтогенезу в момент, коли клітини ще не почали трансформуватися в певні функціональні одиниці», – розповів Остін Сміт, співавтор дослідження, директор Інституту стовбурових клітин Кембриджського університету. – Спочатку науковці досягли успіху на мишах. Проте значно важче загальмувати розвиток людських клітин. Важко досягти синхронного призупинення онтогенезу для всіх клітин, щоб не було таких, які на кілька хвилин випереджали розвиток інших», – додав біолог.
Процес лабораторного генерування стовбурових клітин легше контролювати на матеріалі мишей, оскільки мишачі клітини можна зафіксувати в стані примітивної (первинної) плюрипотентності за допомогою протеїну LIF. Людські клітини не настільки підвладні LIF, а тому їх контролюють в інший спосіб: вмикаючи й відмикаючи головні гени. З огляду на це вченим не вдавалося згенерувати людські плюрипотентні клітини такими ж первинними й однорідними, як стовбурові клітини мишей.
Однак проблему вирішили кембриджські науковці завдяки генам NANOG і KLF2. Ці два протеїни змусили клітину «перезавантажитися» й набути стану примітивної плюрипотентності. Важливо, що присутність генів NANOG і KLF2 потрібна лише впродовж короткого періоду. Потім оновлені клітини можуть необмежено ділитися, самовідновлюватися і диференціюватися у спеціалізовані типи клітин: чи то нервові, чи кардіоміоцити (як і будь-які інші стовбурові клітини).
Досліджуючи клітини, повернуті до початкового етапу розвитку, вчені більше дізнаються про те, як відбувається нормальний розвиток зародка, що може нашкодити певним процесам, що спричинює викидні й різноманітні відхилення. Оскільки такі стовбурові клітини набувають первинного вигляду, вирощувати їх буде простіше, як і маніпулювати ними в лабораторних умовах. Отримані клітини можуть послужити «tabula rasa» в створенні спеціалізованих тканин, що запотребовані в регенеративній медицині.
Ясухіро Такашіма, провідний автор дослідження, розповів: «Винайдення способу перезавантажувати клітини – кульмінаційний момент багаторічних експериментів. Тепер наступає нова фаза досліджень: потрібно встановити, як оновлені клітини поводитимуться. Можливо, доцільнішим виявиться використовувати звичайні стовбурові клітини. Але й не виключено: можливість почати з чистого аркуша матиме суттєві переваги».
Роб Бакл з Медичної дослідницької ради Сполученого королівства зазначив: «Досягнення первинної плюрипотентності стовбурових клітин – важлива віха в розвитку регенеративної медицини. Наступне вдосконалення методу генерування "чистих" плюрипотентних клітин дасть змогу отримувати дедалі досконаліший вихідний матеріал для всіх видів клітинної терапії, різних діагностичних процедур і методик перевірки нових медпрепаратів на предмет їх безпечності».
Зреферував Олег КАЧАН
Оригінад за посиланням: http://www.businessweekly.co.uk.
17.09.2014