Стволовые клетки человека и мыши различаются сильнее, чем предполагалось
Мыши — ключевой модельный организм для изучения биологии человека, поскольку 99% их генов имеют соответствие в геноме человека. Однако новое исследование под руководством Ханса Шёлера из Института молекулярной биомедицины Макса Планка показывает, что эксперименты на животных стволовых клетках часто бесполезны и даже могут вводить в заблуждение.
Сходства и различия
Эмбриональные стволовые клетки (ES cells) человека и мыши являются плюрипотентными — способны превращаться в любой из более чем 200 типов клеток тела. У обоих видов активен транскрипционный фактор Oct4, необходимый для поддержания плюрипотентности.
Однако известны и существенные различия. Например, некоторые сигнальные вещества, направляющие дифференцировку мышиных ES-клеток в печень, нервы или мышцы, на человеческие клетки либо не действуют, либо дают иной эффект.
Новый тип клеток и неожиданное открытие
В 2007 году из эмбрионов мыши были выделены эпибластные стволовые клетки (EpiSC). Они также плюрипотентны, но получены из более поздней стадии развития (эпибласта), чем «классические» ES-клетки (из бластоцисты). Удивительно, что EpiSC мыши оказались больше похожи на человеческие ES-клетки, чем мышиные ES-клетки. Оба типа можно культивировать и поддерживать в плюрипотентном состоянии с помощью фактора роста FGF2.
«Эпибластные стволовые клетки мыши в научном сообществе практически приравниваются к человеческим ES-клеткам», — отмечает ведущий автор исследования Борис Гребер.
Ключевое различие в реакции на сигналы
В новом исследовании учёные сравнили реакцию мышиных EpiSC и человеческих ES-клеток на различные факторы роста и ингибиторы. Обнаружено решающее различие: фактор роста FGF активно поддерживает самообновление человеческих ES-клеток, но не оказывает такого действия на мышиные эпибластные клетки.
Выводы: незаменимость человеческих клеток
«Это означает, что многие предварительные тесты на животных клетках, особенно в медицинских проектах, могут быть не только бесполезны, но и давать вводящие в заблуждение результаты», — объясняет Ханс Шёлер.
Он подчёркивает, что человеческие ES-клетки остаются незаменимыми, несмотря на успехи в репрограммировании взрослых соматических клеток. Технологии репрограммирования и направленной дифференцировки ещё несовершенны: лишь небольшая часть клеток приобретает нужные свойства, и их сложно выявить.
«Наша работа показывает, что животные модельные системы неадекватны для многих подобных тестов. При разработке безопасных и эффективных клеточных терапий человеческие ES-клетки по-прежнему будут “золотым стандартом”. Длительные предварительные испытания на животных клетках в таких случаях рискуют потратить впустую драгоценное время и ресурсы», — заключает Шёлер.