Учёные превратили клетки кожи в бьющиеся клетки сердца

Учёные из Института Скриппса напрямую преобразовали взрослые клетки кожи в бьющиеся клетки сердца, минуя трудоёмкий процесс создания эмбриональных стволовых клеток. Эта мощная технологическая платформа может привести к новым методам лечения болезней, связанных с потерей клеток, таких как болезни сердца, Паркинсона и Альцгеймера.

Работа опубликована 30 января 2011 года в онлайн-выпуске Nature Cell Biology.

Создание стволовых клеток

После эмбриональной стадии тело человека имеет ограниченную способность генерировать новые клетки. Учёные пытались «перепрограммировать» взрослые клетки обратно в плюрипотентное состояние, подобное эмбриональному, чтобы затем превратить их в любой тип клеток. В 2006 году японские учёные сообщили, что могут перепрограммировать клетки кожи мыши, вставив набор из четырёх генов, создав индуцированные плюрипотентные стволовые (iPS) клетки.

Однако у этой технологии есть недостатки:

• Создание iPS-клеток занимает 2–4 недели и неэффективно (преобразуется лишь одна из тысяч клеток).
• Дифференцировка iPS-клеток в нужный тип клеток требует ещё 2–4 недели.
• Полученная культура клеток (например, сердечных) содержит остаточные iPS-клетки, которые при введении мышам вызывают опухолеподобные образования.

Обход стадии стволовой клетки

Команда под руководством Шен Дина ввела те же четыре гена в клетки кожи (фибробласты), но отключила их активность уже через несколько дней, задолго до превращения в iPS-клетки. После отключения генов учёные дали клеткам сигнал превратиться в клетки сердца.

«За 11 дней мы получили из клеток кожи бьющиеся клетки сердца в чашке Петри. Это было феноменально», — сказал Дин.

Этот подход принципиально отличается от предыдущих. Разные сигналы могли бы направить клетки на путь превращения в клетки мозга или поджелудочной железы.

Следующим шагом будет модификация техники для исключения необходимости вставки четырёх генов, связанных с развитием рака. В новом протоколе, обходящем стадию iPS-клеток, гены требуются на гораздо более короткое время, что упрощает поиск их замены.