Функциональные нервные клетки из клеток кожи
Новый метод получения зрелых нервных клеток из клеток кожи может значительно расширить понимание нейродегенеративных заболеваний и ускорить разработку новых лекарств и регенеративной медицины на основе стволовых клеток.
Полученные этим методом нервные клетки демонстрируют те же функциональные характеристики, что и зрелые клетки в организме, что делает их гораздо лучшими моделями для изучения возрастных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера, и для тестирования новых препаратов.
В перспективе эта техника также может быть использована для получения зрелых нервных клеток для трансплантации пациентам с рядом нейродегенеративных заболеваний.
Изучая формирование нервов у развивающихся головастиков, исследователи из Кембриджского университета смогли определить способы ускорения клеточных процессов созревания человеческих нервных клеток. Результаты опубликованы в выпуске журнала Development от 27 мая.
Стволовые клетки — это наши главные клетки, которые могут развиться практически в любой тип клеток тела. Внутри стволовой клетки существуют механизмы, которые указывают ей, когда делиться, а когда прекратить деление и превратиться в другой тип клеток — процесс, известный как дифференцировка. Несколько лет назад исследователи установили, что группа белков, известных как факторы транскрипции, регулирует оба механизма.
Позже было обнаружено, что добавление этих белков к клеткам кожи позволяет перепрограммировать их в другие типы клеток, включая нервные. Эти клетки известны как индуцированные нейроны (iN-клетки). Однако этот метод дает небольшое количество клеток, и полученные клетки не являются полностью функциональными, что необходимо для их использования в качестве моделей заболеваний.
Для возрастных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера, зрелые нервные клетки, которые проявляют те же характеристики, что и клетки в организме, крайне важны для углубления понимания болезни и определения наилучшего способа лечения.
Манипулируя сигналами, которые факторы транскрипции посылают клеткам, исследователям удалось стимулировать дифференцировку и созревание клеток, даже в присутствии конфликтующих сигналов, направляющих клетку к продолжению деления.
Когда клетки делятся, факторы транскрипции модифицируются путем добавления фосфатных молекул (фосфорилирование), что может ограничивать их способность превращаться в зрелые нейроны. Однако, создав белки, которые не могут быть модифицированы фосфатом, и добавив их в человеческие клетки, исследователи получили значительно более зрелые нервные клетки, что делает их более полезными моделями для таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера.
Очень похожие механизмы контроля белков работают для созревания важных клеток в других тканях, например, в панкреатических островках, тип клеток, который перестает эффективно функционировать при диабете 2 типа. Лаборатория доктора Филпотт также использует аналогичные методы для улучшения функции инсулин-продуцирующих клеток поджелудочной железы для будущих терапевтических применений.