Генотип донора определяет дифференцировку iPS-клеток — тип исходной ткани не важен

Недавнее исследование показало, что плюрипотентные стволовые клетки, полученные из разных типов клеток, одинаково хорошо поддаются репрограммированию.

Результаты, опубликованные в журнале Stem Cell Reports, опровергают предположение, что «эпигенетическая память» клеток разных типов тканей существенно влияет на дифференцировку индуцированных плюрипотентных стволовых (iPS) клеток.

В лабораторных условиях iPS-клетки можно получить из человеческих клеток. Такие клетки можно культивировать в неограниченных количествах и при необходимости заставить дифференцироваться в нужные типы клеток, например, сердца, печени или нервные клетки.

Индуцированные плюрипотентные клетки можно использовать в медицинских исследованиях разными способами — например, для изучения механизмов заболеваний или в скрининге лекарств — что делает их идеальным материалом для биобанков. Такие iPS-клетки можно получить, например, из фибробластов, культивированных из кусочка кожи, или напрямую из клеток крови. Клетки крови — наиболее удобный материал для биобанков, так как забор крови — простая процедура, рутинно выполняемая в ходе диагностики и лечения.

Однако до сих пор было неясно, полностью ли сравнимы iPS-клетки, полученные из разных типов клеток, или на процесс их дифференцировки влияет тип ткани, из которой они изначально произошли.

Чтобы прояснить этот вопрос, исследователи из Хельсинкского университета сравнили характеристики iPS-клеток, полученных из кожи, с клетками, полученными из крови, используя широкий спектр методов анализа: помимо экспрессии генов они изучили метилирование ДНК, а также способность стволовых клеток к спонтанной и направленной дифференцировке.

Исследователи сосредоточились на определении, обладают ли человеческие iPS-клетки, как указывали предыдущие исследования, «эпигенетической памятью», то есть будет ли стволовая клетка, полученная из клетки крови, легче превращаться в клетку крови, чем стволовая клетка, полученная из кожи.

Результаты были однозначными: несколько различных показателей показали, что тип исходной клетки не имеет значения, когда стволовая клетка полностью репрограммирована.

Профессор Тимо Отонкоски из Хельсинкского университета заявляет: «Очевидно, что плюрипотентные стволовые клетки, полученные из разных типов клеток, полностью равны. Эти результаты очень важны для биобанков, поскольку таким образом одна коллекция может содержать разные исходные клетки, а ранее сохраненные живые образцы клеток остаются полезными для производства iPS-клеток».

Удивительным оказалось то, насколько различались iPS-клетки, полученные от разных людей. Генотип донора явно формирует поведение стволовой клетки при дифференцировке.

«Генетически обусловленные индивидуальные различия в дифференцировке стволовых клеток оказались удивительно обширными, — отмечает Отонкоски. — Это означает, что для получения надежных наблюдений о функциональных последствиях генотипов, связанных с заболеванием, необходимо, чтобы биобанки приобретали достаточно большое разнообразие образцов от нескольких доноров».