Преобразование клеток по заказу

Исследователи из группы по дифференцировке гемопоэтических клеток и биологии стволовых клеток Центра геномной регуляции (CRG) описали один из механизмов, с помощью которого клетка (например, кожи) может быть преобразована в совершенно другую (например, нейрон или клетку печени). Они обнаружили, что клеточный фактор транскрипции C/EBPα является определяющим фактором в трансдифференцировке клеток. Этот механизм дифференцировки может быть применен к любой из клеток организма.

Значение исследования, опубликованного в Proceedings of the Natural Academy of Sciences (PNAS), может существенно повлиять на развитие клеточных терапий.

Как работает специализация клеток

Во всех тканях стволовые клетки специализируются, чтобы производить очень разные типы клеток. Эта специализация в значительной степени регулируется факторами транскрипции — белками, отвечающими за активацию или репрессию транскрипции различных генов.

• Изучение этих факторов важно для понимания того, как стволовая клетка превращается в специализированную, а также обратного пути — как специализированная клетка превращается в стволовую. Этот процесс, раскрывающий все этапы специализации, известен как «дедифференцировка».

Дедифференцировка vs Трансдифференцировка

Обращение процесса клеточной дифференцировки уже было описано японскими исследователями на примере клеток кожи. Сообщалось о случаях превращения клеток кожи в клетки сердца, нейроны и гепатоциты (клетки печени).

Однако до сих пор не было ясно, проходит ли клетка в этом процессе этап возврата в стволовое состояние с последующей специализацией, или же она непосредственно трансформируется в другой тип клетки. Этот процесс прямой трансформации и есть «трансдифференцировка».

Ключевое открытие

Исследователи CRG под руководством Томаса Графа, профессора ICREA, изучали этот процесс годами. В данной работе они использовали клетки иммунной системы и показали, что можно преобразовать лейкоцит (белую кровяную клетку) в макрофаг (клетку, которая поглощает и переваривает чужеродные частицы), без необходимости возвращаться в состояние стволовой клетки, то есть минуя обратный путь специализации.

Результаты этого исследования демонстрируют, что дедифференцировка и трансдифференцировка — это совершенно разные процессы.

Перспективы

Сфера применения этих открытий пока ограничена исследовательской и академической областями, но они будут важны для разработки методов клеточной терапии. Возможность получать клетки любого типа в нужный момент становится все ближе.