Ученые выделили новые плюрипотентные стволовые клетки человека

Основное препятствие для медицинского применения человеческих эмбриональных стволовых клеток заключается в их главном свойстве: они быстро дифференцируются в другие типы клеток. До сих пор ученые не могли эффективно поддерживать эмбриональные стволовые клетки в их первоначальном состоянии. Альтернатива — репрограммированные взрослые клетки, называемые индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (iPS-клетки), — имеет схожие ограничения. Хотя они могут дифференцироваться во многие типы клеток, они сохраняют признаки "примирования", то есть предрасположенности к определенным клеточным линиям.

Команда Института Вейцмана сделала большой шаг к преодолению этого препятствия: они создали iPS-клетки, полностью "сброшенные" в самое раннее возможное состояние, и поддерживали их в этом состоянии. Это исследование может, среди прочего, в будущем проложить путь к выращиванию трансплантационных органов по запросу.

С момента своего создания в 2006 году iPS-клетки рекламировались как этическая и практичная замена эмбриональным стволовым клеткам. Их получают путем вставки четырех генов в геном взрослых клеток, например, клеток кожи. Это отматывает часы развития почти полностью, но не до конца, до состояния, подобного эмбриональной стволовой клетке. Доктор Джейкоб Ханна и его команда поняли, что одного вставки генов для сброса недостаточно. Необходимо также приостановить стремление клеток к дифференцировке.

Одной из подсказок стало то, что мышиные эмбриональные стволовые клетки, используемые в экспериментах, легко сохраняются в "наивном", непримированном состоянии. Ученые решили, что, поняв этот механизм у мышиных клеток, они смогут применить его к человеческим. С помощью экспериментов и генетического анализа они разработали "обработку" для iPS-клеток в чашке Петри, чтобы подавить генетический путь дифференцировки.

Затем они ввели обработанные iPS-клетки в мышиные бластоцисты — ранние эмбрионы, содержащие всего несколько клеток. Если бы iPS-клетки команды были действительно наивными и жизнеспособными, они росли бы вместе с мышиными клетками. Добавление флуоресцентного маркера к iPS-клеткам позволило проследить их судьбу в развивающемся эмбрионе. Флуоресцентная визуализация через десять дней (эмбрионы не донашивали до срока) показала, что эмбрионы содержали как мышиные, так и человеческие ткани.

Джейкоб Ханна: "Эти клетки соответствуют самым ранним стадиям выделенных человеческих эмбриональных стволовых клеток. Нам удалось заморозить, по сути, очень мимолетное состояние и создать новое, наивное, плюрипотентное состояние в стволовых клетках".

Эти результаты могут найти множество применений в биомедицинских исследованиях, особенно в исследованиях генной терапии и генной инженерии. Ханна и его команда планируют продолжить изучение "очеловеченных" мышиных эмбрионов, надеясь найти способы направленного развития человеческих тканей в функциональные органы.