Как сделать нейроны из фибробластов

С помощью современных клеточных технологий зрелую дифференцированную клетку можно заставить вернуться в «детство» (превратить в стволовую), а затем превратить в клетку ткани нужного типа. Первая и до сих широко используемая технология состоит в введении в исходные клетки генетической конструкции с генами, кодирующими особые белки – транскрипционные факторы. Однако этот способ чреват риском возникновения опухолей, поэтому сегодня для клеточной трансформации используются векторы, не встраивающиеся в хромосомы, а также РНК, белковые «коктейли» и др. Сейчас исследователи также активно занимаются поисками безопасных способов трансдифференцировки — превращению одного типа клеток в другой непосредственно, минуя стадию стволовых клеток.

Сразу две команды китайских исследователей – из Шанхайского института биологических наук и Пекинского университета – опубликовали результаты новых работ по трансдифференцировке, т.е. непосредственному превращению одних дифференцированных клеток в другие. В этот раз исследователям удалось превратить фибробласты – клетки соединительной ткани, в нейроны – клетки нервной ткани. Сам процесс «перепрограммирования» занял несколько недель, а ключом к решению стало использование многокомпонентных «коктейлей» из низкомолекулярных веществ, способных проникать в клеточное ядро и изменять активность генов, т.е. ингибиторов или активаторов тех или иных ферментов.

Чтобы достигнуть успеха, ученым пришлось испытать тысячи веществ и их комбинаций, и по крайней мере два таких «рецепта» сработали. В результате удалось «выключить» в клетках работу генов, отвечающих за их морфологию и функцию как фибробластов, и «включить» гены, специфические для нейронов.

Один из таких «рецептов», в который входит 7 ингредиентов (ингибиторы ферментов киназ и ГАМК-трансферазы и активатора фермента аденилатциклазы) – был обозначен VCRFSGY по первым латинским буквам этих составляющих. Четыре компонента этого «коктейля» запускали процесс трансформации человеческого фибробласта в нейрон, а при добавления остальных трех компонентов клетки трансформировались во вполне полноценные нейроны. «Новые» клетки оказались способны экспрессировать маркеры нейронального типа клеток и демонстрировали электрофизиологические свойства, характерные для нейронов.

Вторая группа исследователей достигла таких же результатов на фибробластах лабораторной мыши, при этом использовался другой «коктейль» из ингибиторов и активаторов ферментов. Это свидетельствует, что такой способ изменения типа клеток вполне реален и, вероятно, сможет составить конкуренцию «классическому».

Такая методика, безусловно, очень перспективна для решения задач персонализированной медицины, так как позволяет использовать собственные клетки пациента как источник материала для трансплантации или для разработки методов индивидуального лечения. Так, уже показано, что клетки кожи пациента, страдающего болезнью Альцгеймера, могут быть превращены в нейроны, схожие с «больными» клетками нервной ткани пациента. И на таких уже «превращенных» нейронах можно в безопасном режиме тестировать лекарственные препараты.

По http://news.sciencemag.org

Фото ZEISS Microscopy https://www.flickr.com/photos/zeissmicro

Авторские права: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/

Был изменен размер картинки

Подготовила Мария Перепечаева

: 15.08.2015