Новые инструменты для изучения происхождения эмбриональных стволовых клеток

Исследователи из Каролинского института идентифицировали специфичные для самых ранних стволовых клеток человеческого эмбриона поверхностные маркеры. Эти клетки обладают большим потенциалом для замены повреждённых тканей, но до сих пор их было сложно отличить от классических эмбриональных стволовых клеток. Исследование опубликовано в престижном журнале Cell Stem Cell.

В течение первой недели после оплодотворения эмбрион развивается из одной клетки в бластоцисту — полый кластер из нескольких сотен клеток. После имплантации в стенку матки, в ограниченный период от оплодотворения до нескольких дней после имплантации, эмбрион содержит плюрипотентные стволовые клетки. Они могут развиться во все типы клеток организма и представляют значительный интерес для регенеративной и восстановительной медицины.

Несколько лет назад было обнаружено, что человеческие плюрипотентные стволовые клетки существуют в двух состояниях, соответствующих клеткам до и после имплантации. Хотя классические стволовые клетки, используемые в регенеративной медицине, выделены из преимплантационного эмбриона, они приобрели зрелое состояние, более схожее с постимплантационным. Был идентифицирован новый тип плюрипотентных клеток, соответствующих более незрелому, преимплантационному состоянию, которые теперь можно культивировать в лаборатории. Эти незрелые стволовые клетки представляют большой научный интерес, поскольку, как полагают, могут давать определённые типы клеток, которые сложно получить из классических стволовых клеток, а также могут быть проще в культивировании и манипулировании в лаборатории.

Исследовательская группа Фредрика Ланнера из Каролинского института и их коллеги из команды Питера Рагг-Ганна в Институте Бэбрахама в Кембридже (Великобритания) разработали инструмент для разделения этих двух состояний стволовых клеток. Они провели скрининг комбинаций антител, которые связываются со специфичными белками на поверхности незрелых и зрелых стволовых клеток и могут использоваться для проточной цитометрии — распространённой лабораторной техники сортировки клеток.

«Раньше у нас не было поверхностных маркеров для разных состояний стволовых клеток, что затрудняло их изучение, — говорит Фредрик Ланнер, доцент кафедры клинических наук, интервенционных технологий и технологий Каролинского института. — Теперь у нас есть простой инструмент для идентификации и сортировки клеток, что принесёт пользу будущим исследованиям стволовых клеток и фундаментальным исследованиям раннего эмбрионального развития».

Зрелые эмбриональные стволовые клетки, культивируемые в лаборатории, в определённых условиях могут быть возвращены в развитии к более незрелому типу. Исследователи протестировали свою технику на таких культивируемых стволовых клетках как зрелого, так и незрелого типа, а также на донорских человеческих эмбрионах, оставшихся после процедур ЭКО. Как и ожидалось, только незрелый тип стволовых клеток был идентифицирован в таких преимплантационных эмбрионах, что указывает на высокую специфичность антител.

«Именно в момент имплантации стволовые клетки проходят через это изменение и "созревают", что также является критически важным временем для эмбриона, — говорит доктор Ланнер. — Поэтому эти клетки также представляют интерес для исследований бесплодия».