Обратный ход клеточных часов

Новая технология репрограммирования клеток использует молекулярную терапию, чтобы заставить взрослые клетки вернуться в состояние, подобное эмбриональной стволовой клетке. Это позволяет позже повторно дифференцировать эти клетки в специфические типы для потенциального лечения сердечных приступов или болезней вроде Паркинсона. Однако на текущем этапе развития технологии успешно репрограммируется лишь один процент клеток.

Ученые из Тель-Авивского университета в сотрудничестве с исследователями из Гарварда впервые смогли отследить прогрессию этих клеток с помощью живой визуализации, чтобы понять, как они репрограммируются и как новые клетки эволюционируют со временем.

Доктор Ифтах Нахман отмечает, что это огромный шаг вперед. Это не только позволит разрабатывать более эффективные техники и выбирать правильные клетки для терапии замены, но и даст бесценное представление о том, как эти клетки в конечном итоге будут реагировать в организме человека. Результаты проекта опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

Глядя на генеалогическое древо клетки

Исследователи использовали флуоресцентные маркеры для разработки подхода живой визуализации. Во время процесса репрограммирования команда смогла визуально отследить целые линии клеточной популяции от их исходной точки — одной клетки.

Клеточная линия оказалась решающей для предсказания поведения клеток и их способности к успешному репрограммированию. «Совмещая количественный анализ данных, мы увидели, что эти "решения" принимаются очень рано. Мы анализировали клетки во времени и смогли обнаружить тонкие изменения, происходящие уже на первый или второй день в двухнедельном процессе».

Это первый случай, когда ученые заглянули внутрь клеточной популяции, чтобы определить, почему одни клетки успешно репрограммируются, а большинство терпит неудачу или гибнет. Считается, что состояние, в котором клетки входят в процесс репрограммирования, влияет на результат.

Природа наоборот

Ученые только начинают понимать этот загадочный процесс, который обращает природу вспять, заставляя клетки регрессировать к эмбриональной стадии. Углубление знаний о том, как пролиферируют репрограммированные клетки, позволит разрабатывать более эффективные терапии и снижать риски для пациентов.

Хотя эмбриональные стволовые клетки, полученные из живых эмбрионов, можно манипулировать для превращения в новые "замещающие" ткани (например, нервные или сердечные клетки), репрограммированные стволовые клетки из взрослых организмов, по мнению некоторых ученых, представляют более безопасный и этически ответственный подход.

Следующий шаг для команды доктора Нахмана — исследование характеристик конкретных типов клеток еще до того, как взрослые клетки входят в процесс репрограммирования. Они попытаются обнаружить молекулярные маркеры, которые отличают успешно репрограммируемые клетки от неуспешных. Несколько проектов в их лаборатории сейчас направлены на отслеживание разных типов клеток и их изменений при живой визуализации.