Учёные нашли способ стереть память клетки, чтобы превратить её в стволовую

Австралийские учёные решили давнюю проблему медицины. Специалисты разработали новый метод перепрограммирования клеток человека для лучшей имитации эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). Технология обещает интересные возможности для биомедицинского и терапевтического применения.


В середине 2000-х годов состоялось революционное открытие: взрослые соматические (от греческого «сома» — тело) клетки можно перепрограммировать в состояние, напоминающее ЭСК, из которых затем можно вырастить любую клетку организма.

Возможность искусственного перепрограммирования, например, клеток кожи, в так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) позволила получить практически неограниченный их запас для моделирования заболеваний, испытания лекарств и клеточной терапии.

Однако постоянная проблема с традиционным процессом перепрограммирования заключается в том, что ИПСК могут сохранять эпигенетическую память о своём исходном соматическом состоянии, а также об аномалиях. Поясним, что эпигенетика изучает наследуемые изменения активности генов во время роста и деления клеток. В общем, клеточная память может создать функциональные различия между ИПСК и ЭСК, что ограничивало их использование, пояснил профессор Райан Листер, руководитель исследования.

Проблематика настолько сложна, но и интересна одновременно, что комментировать её пришлось нескольким соавторам исследования.

Профессор Хосе Поло добавил, что они разработали новый метод, называемый перепрограммированием переходного наивного воздействия (TNT). Поясним, что в биологии наивными называют клетки, которым ещё предстоит определиться с выбором. Новый метод имитирует перезагрузку эпигенома клетки, которая в природе происходит на очень ранних стадиях эмбрионального развития. Это значительно уменьшает различия между ИПСК и ЭСК и максимально повышает эффективность применения человеческих ИПСК.

Сэм Бакберри, специалист по вычислительной технике, сказал, что, изучая, как изменялся эпигеном соматической клетки в процессе перепрограммирования, они точно определили, когда возникали эпигенетические отклонения. И в нужный момент ввели новый этап сброса эпигенома, чтобы избежать их и стереть память.

Доктор Сяодун Лю, специалист по стволовым клеткам, сказал, что новые человеческие TNT-ИПСК гораздо больше напоминают человеческие ЭСК — как молекулярно, так и функционально — чем те, которые получены с помощью обычного перепрограммирования.

Клеточный биолог Дэниел Поппе, в свою очередь, сказал, что ИПСК, полученные с использованием метода TNT, превратились во многие другие клетки, такие как предшественники нейронов, лучше, чем ИПСК, полученные стандартным методом.

Студент Университета Монаша и соавтор исследования Цзя Тан сказал, что разработанный метод TNT был подобен взрыву. То есть открытие решает проблемы, связанные с традиционно генерируемыми ИПСК, которые, если их не устранить, могут привести со временем к пагубным последствиям для клеточной терапии.

Впрочем, профессор Поло уточнил, что точные молекулярные механизмы, лежащие в основе настроек эпигенома ИПСК, до конца неизвестны. В общем, как в и большинстве исследований, ответы на одни вопросы породили новые задачи для продолжения работы.