Обнаружен генетический код красных кровяных клеток
Восемь дней — именно столько требуется для перепрограммирования клеток кожи в красные кровяные клетки (эритроциты). Исследователи из Лундского университета (Швеция) совместно с коллегами из Центра регенеративной медицины в Барселоне успешно определили четыре генетических ключа, которые разблокируют генетический код клеток кожи и перепрограммируют их на производство эритроцитов.
«Мы провели этот эксперимент на мышах, и предварительные результаты указывают, что перепрограммировать клетки кожи человека в красные кровяные клетки также возможно. Одно из потенциальных применений этой техники — создание персонализированных эритроцитов для переливания крови, но до клинической реальности еще далеко», — говорит руководитель исследовательской группы и исследования Йохан Флюгаре.
Каждый человек обладает уникальным генетическим кодом — полной инструкцией, описывающей, как формируются все клетки тела. Эта инструкция хранится в виде специфической последовательности ДНК в ядре клетки. Все клетки человека — мозга, мышц, жира, костей и кожи — имеют абсолютно одинаковый код. Клетки отличаются тем, какую главу этого руководства они могут прочитать. Группа исследователей из Лунда хотела выяснить, как клетки открывают главу с инструкциями по производству эритроцитов. Клетки кожи, на которых проводилось исследование, имели доступ к руководству, но как ученые заставили их открыть нужную главу?
С помощью ретровируса они вводили различные комбинации из более чем 60 генов в геном клеток кожи, пока однажды не добились успешного превращения клеток кожи в красные кровяные клетки. Исследование опубликовано в научном журнале Cell Reports.
«Это первый случай, когда кому-либо удалось превратить клетки кожи в красные кровяные клетки, что невероятно захватывающе», — говорит докторант и ведущий автор исследования Сандра Капельера.
Исследование показывает, что из 20 000 генов для перепрограммирования клеток кожи на производство эритроцитов необходимы всего четыре. Причем все четыре необходимы одновременно, чтобы процесс работал.
«Это похоже на сундук с сокровищами, где нужно одновременно повернуть четыре разных ключа, чтобы он открылся», — объясняет Сандра.
Открытие значимо с нескольких точек зрения. Частично с биологической — для понимания того, как производятся эритроциты и какие генетические инструкции им требуются. Но также и с терапевтической, поскольку оно создает возможность производить эритроциты из клеток кожи пациента. В настоящее время наблюдается нехватка доноров крови для, например, пациентов с анемическими заболеваниями. Йохан Флюгаре поясняет:
«Старение населения означает больше переливаний крови в будущем. Также будет увеличиваться количество людей из других стран с редкими группами крови, что означает, что у нас не всегда будет кровь для них».
Красные кровяные клетки — самые многочисленные клетки в организме человека, необходимые для транспорта кислорода и углекислого газа. Миллионы людей во всем мире страдают от анемии — состояния, при котором у пациента недостаточно эритроцитов. Пациенты с хронической анемией — одни из самых проблемных случаев. Они регулярно получают переливания крови от разных доноров, что со временем может привести к развитию у пациента реакции на новую кровь. Они попросту становятся «аллергичными» к крови донора. Нахождение осуществимого способа создания крови из собственных клеток кожи пациента принесло бы облегчение этой группе пациентов. Однако необходимы дальнейшие исследования того, как полученная кровь функционирует в живых организмах.