: 08.04.2016
Благодаря стволовым клеткам может появиться «человек-саламандра»
В первые мгновения своего существования каждый человек был одной клеткой, а точнее, оплодотворенной яйцеклеткой, зиготой, которая, по сути – «самая стволовая» клетка – родоначальница всех многочисленных типов специализированных, дифференцированных клеток. Во взрослом организме стволовые клетки тоже есть в небольшом количестве – они отвечают за обновление тканей, но при серьезном повреждении их регенеративного потенциала не хватает. «Исправить» это положение пытаются ученые, работающие в области регенеративной медицины – направления, которое занимается восстановлением поврежденных или дефектных тканей, используя стволовые клетки. Но тут есть свои «подводные камни», которые пока препятствуют активному внедрению этих технологий в практическую медицину.
Уже около десяти лет существуют методики, позволяющие перепрограммировать специализированные, терминально дифференцированные клетки в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, – которые могут дифференцироваться почти во все типы клеток. Для этого в клетки с помощью вирусных векторов вводят гены, кодирующие регуляторные молекулы, характерные для плюрипотентных клеток. Но подсадка человеку плюрипотентных или, к примеру, эмбриональных стволовых клеток связана с высоким риском развития злокачественной опухоли, а использование вирусных векторов в клинической практике запрещено.
Существуют способы перепрограммирования клеток не в стволовые, а непосредственно в специфические типы клеток – но эти методы тоже требуют переноса генов с помощью вирусных векторов, а эффективность перепрограммирования низка. К тому же, большинство тканей представляют собой сложную «смесь» разных типов клеток, и желательно иметь стволовые клетки, способные, в зависимости от микроокружения, трансформироваться в те типы клеток, которые нужны здесь и сейчас.
Австралийские ученые решили воспроизвести механизм регенерации признанных «лидеров» в этой области – тритонов и саламандр, у которых при повреждении дифференцированные клетки возвращаются в неспециализированное состояние и в результате … взамен утраченной – вырастает новая лапа! Чтобы воспроизвести регенеративный процесс саламандр, нужно из дифференцированных клеток мезенхимальных тканей млекопитающих – костной, хрящевой, жировой – получить стволовые, но не плюрипотентные, а более специализированные мультипотентные клетки, которые порождают клетки определенных тканей.
Один из механизмов специализации клеток в течение эмбрионального развития – метилирование генов: присоединение метильных групп к цитозинам в регуляторной области гена делает тот или иной ген неактивным. Этот процесс можно обратить вспять с помощью вещества под названием 5-азацитидин, который деметилирует ДНК. Обрабатывая клетки костной и жировой ткани мыши и жировой ткани человека 5-азацитидином в комбинации с тромбоцитарным фактором роста AB исследователи получили индуцированные мультипотентные стволовые клетки.
После введения перепрограммированных клеток костной ткани мышей в поясничный отдел позвоночника животных, исследователи наблюдали признаки ускоренного формирования скелетных мышц, сосудов, элементов кости и хряща. При этом за 12 недель эксперимента не наблюдалось признаков образования опухоли.
В другом эксперименте мышам имплантировали репрограммированные клетки жировой ткани человека – для таких исследований используют мышей с дефектами иммунной системы, что позволяет пересаживать им человеческие клетки. По словам руководителя группы Джона Пиманды (John Pimanda), главная задача на этом этапе работы – установить, действительно ли пересаженные мышам репрограммированные клетки человека способны безопасно восстанавливать поврежденные ткани животных. Испытания на людях планируют начать в конце 2017 года.
Конечно, необходимы серьезные исследования механизма работы индуцированных мультипотентных стволовых клеток. Важно точно знать, регенерации каких именно тканей они способствуют. Остаются ли подсаженные клетки «спящими» в местах подсадки? И, если это так, будут ли они сохранять способность к активации «по требованию»?
В случае успеха исследований, процесс лечения поврежденных тканей в будущем будет выглядеть так: при необходимости клетки жировой ткани пациента превращают в мультипотентные стволовые клетки, помещают их в проблемное место – больной сустав, место перелома или оперативного вмешательства – и повреждение восстанавливается в организме без каких-либо дополнительных действий извне.
Фото: https://simple.wikipedia.org
Подготовила Мария Перепечаева
: 08.04.2016 
