Клетки могут приобретать новые функции через реконструкцию регуляторных сетей

Исследователи из RIKEN Omics Science Center (OSC) разработали и продемонстрировали новую экспериментальную технику получения клеток с заданными функциями путем искусственной реконструкции транскрипционных регуляторных сетей (TRN). Эта техника, являясь альтернативой индуцированным плюрипотентным стволовым клеткам (iPS), обещает более быстрый и эффективный способ получения функциональных клеток для терапии рака и других областей.

В основе метода — использование TRN, сетей транскрипционных факторов (TF) и регулируемых ими генов. Ранее команда изучила динамику активности таких факторов во время дифференцировки клеток от незрелого состояния (монобласт) к зрелому (моноцитоподобная клетка) на линии клеток острого моноцитарного лейкоза человека (THP-1). Это привело к гипотезе, что функциональные характеристики типа клетки поддерживаются её специфической TRN.

Новая работа развивает эту гипотезу, устанавливая методы идентификации ключевых TF для моноцитарной сети. Четыре гена основных TF моноцитарной TRN, выявленные этим подходом, были введены в клетки человеческих фибробластов. Их экспрессия активировала моноцитарные функции, включая фагоцитоз, воспалительный ответ и хемотаксис.

Геномный анализ экспрессии генов в перепрограммированных клетках показал моноцитоподобный профиль. Это доказывает, что реконструкция функциональной TRN может быть достигнута внедрением её ключевых элементов в неродственные типы клеток.

Метод, опубликованный в PLoS ONE, открывает путь к новой форме прямого перепрограммирования клеток для клинического использования, избегая проблем, связанных с эмбриональными стволовыми (ES) и индуцированными плюрипотентными стволовыми (iPS) клетками. Это прокладывает курс к новым применениям в регенеративной медицине и разработке лекарств.