Метод приближения эмбриональных стволовых клеток человека к истинным клеткам эпибласта
Эмбриональные стволовые клетки человека (ЭСКЧ) способны превращаться в любой тип клеток организма и бесконечно размножаться в лаборатории. Однако культивируемые in vitro ЭСКЧ, взятые из развивающегося эмбриона, часто имеют биологические отличия от плюрипотентных клеток эпибласта раннего эмбриона, из которого они происходят.
Исследователи из Института генома Сингапура (GIS) A*STAR разработали способ сделать ЭСКЧ более похожими на истинные клетки эпибласта.
«Мы обнаружили, что плюрипотентные эмбриональные стволовые клетки человека можно преобразовать в состояние, более близкое к их естественному виду in vivo», — говорит руководитель исследования Хак Хуи Нг. — «Это новое клеточное состояние может улучшить многие применения ЭСКЧ, например, моделирование заболеваний».
Для индукции более естественного состояния учёные протестировали 11 малых молекул на способность повышать экспрессию гена NANOG, связанного с самообновлением. Они идентифицировали коктейль из трёх химических веществ и фактора роста LIF (3iL), который почти удвоил уровни экспрессии NANOG в ЭСКЧ, сохраняя их в состоянии постоянного роста. Полученные клетки назвали «3iL»-ЭСКЧ.
Обработанные и необработанные ЭСКЧ экспрессировали схожие уровни ряда генов, лежащих в основе плюрипотентности. Но только 3iL-клетки имели профиль экспрессии генов, близкий к профилю клеток эпибласта, взятых непосредственно из ранних эмбрионов. Автор исследования Джонатан Гёке предполагает, что лабораторное культивирование могло изменить некоторые регуляторные сети в обычных ЭСКЧ. «Обработка 3iL потенциально сбрасывает этот процесс», — говорит он.
«Культуральные условия оптимизированы для поддержания самообновления и сильно отличаются от сложной системы сигналов и коммуникации в эмбрионах, — отмечает соавтор Юнь Шен Чан. — Поэтому кажется, что условия культивирования могут частично объяснять различия между лабораторными ЭСКЧ и клетками эпибласта in vivo».
Исследователи также изучили, можно ли применить метод 3iL к индуцированным плюрипотентным стволовым клеткам (ИПСК) — взрослым клеткам, перепрограммированным в эмбрионоподобное состояние. «Полное сравнение 3iL-ИПСК со "стандартными" ИПСК ещё предстоит провести, — говорит Чан, — но наши предварительные результаты указывают, что 3iL может приводить к получению ИПСК более высокого качества».