Новое исследование Калифорнийского университета может в скором времени привести к более оптимизированному процессу получения стволовых клеток, которые в свою очередь могли бы использоваться в создании донорной ткани для поврежденных частей тела.
Работа основывается на стратегии, которая запускает механизм, возвращающий взрослые клетки назад к эмбриональному устройству, в котором у них вновь появляется потенциал стать любым типом клеток.
Эффективность этого процесса может в скором времени возрасти благодаря идентификации учеными биохимических путей, запрещающих необходимое перепрограммирование генной активности во взрослых клетках человека. Исследователи считают, что нивелирование этих барьеров увеличило бы эффективность производства стволовых клеток.
«Наша новая работа имеет важное значение и для регенеративной медицины, и для исследования рака», — заявил Мигель Рамальо-Сантос, доктор философии, адъюнкт-профессор акушерства, гинекологии и репродуктивных наук, член Центра медицины регенерации и исследования стволовых клеток имени Илы и Эдит Броуд при Калифорнийском университете, Сан-Франциско.
Предыдущее открытие позволило взять специализированные взрослые клетки и полностью обратить вспять их развитие, чтобы лишить зрелые клетки их отличительных качеств и особенностей и сделать их бессмертными.
Повернуть время вспять в клеточном созревании
Эти плюрипотентные клетки (IPS) расценены как альтернативный подход к созданию ткани из стволовых клеток, полученных из молодых человеческих эмбрионов. Однако, несмотря на потенциал клеток IPS, процент взрослых клеток, успешно преобразованных в клетки IPS, обычно низкий, и получаемые клетки часто сохраняют следы своих «прошлых жизней».
Исследователи производят стволовые клетки, вызывая активацию во взрослых клетках плюрипотентного стимулирования генов, начинающегося с так называемых «факторов Яманаки» – процесс, который поворачивает время вспять в клеточном созревании.
Тем не менее, Рамальо-Сантос отмечает: «С момента открытия плюрипотентных клеток, было понятно, что специализированные клетки, из которых они получены, не являются «чистым листом». Они несут свои собственные гены, которые могут сопротивляться или противостоять перепрограммированию».
Но природа того, что мешало перепрограммированию, оставалась мало изученной. «Теперь, снимая многократные генетические барьеры к перепрограммированию, мы обнаружили, что эффективность поколения клеток IPS может быть значительно увеличена. Открытие будет способствовать ускорению безопасного и эффективного использования клеток IPS и других повторно запрограммированных клеток», — заявил Рамальо-Сантос.
Удаление помех к перепрограммированию
Исследователи обнаружили, что не только изолированные гены, действуют в качестве барьеров, но даже наборы генов, действующих совместно с использованием различных механизмов, создают препоны перепрограммированию.
«Практически на всех уровнях функционирования клетки есть гены, которые действуют в замысловатом скоординированном противодействии перепрограммированию», — сказал Рамальо-Сантос. Эти механизмы помогают взрослым клеткам сохранять свою индивидуальность и функциональную роль.
Чтобы раскрыть эту биохимическую матрицу ингибиторной активности гена, ученые объединили передовые генетические, клеточные и биоинформатические технологии для всестороннего изучения генов, препятствующих генерации плюрипотентных клеток человека, и проанализировали механизмы работы этих барьеров. По мнению Рамальо-Сантоса, кроме поддержания целостности взрослых тканей, гены барьера, вероятно, играют важную роль в медицине, включая профилактику определенных раковых образований.