Качество индуцированных плюрипотентных стволовых клеток зависит от уровня репрограммирующих факторов

Исследователи из Whitehead Institute установили, что изменение уровней факторов, используемых при репрограммировании взрослых клеток в индуцированные плюрипотентные стволовые (iPS) клетки, существенно влияет на качество получаемых iPS-клеток.

«Этот вывод, я думаю, очень удивительный или неожиданный — что уровни этих репрограммирующих факторов определяют качество iPS-клеток», — говорит основатель института Рудольф Яниш. — «Мы никогда не думали, что они имеют значение, но это так».

Статья с описанием этой работы опубликована в выпуске Cell Stem Cell от 2 декабря.

iPS-клетки создаются путём введения в взрослые клетки специфических репрограммирующих генов. Эти факторы переводят клетки в плюрипотентное состояние, подобное состоянию эмбриональных стволовых (ES) клеток. Как и ES-клетки, iPS-клетки могут стать любым типом клеток в организме, что делает их перспективными для терапевтической трансплантации клеток или создания клеточных линий для изучения таких заболеваний, как Паркинсон и Альцгеймер.

С момента создания первых iPS-клеток в 2006 году в различных исследованиях сообщалось о широком спектре эффективности и качества получаемых клеток. Хотя было показано, что iPS-клетки проходят все стандартные тесты на плюрипотентность, в последних отчётах были выявлены молекулярные различия, влияющие на их потенциал развития. Эти несоответствия поставили под сомнение терапевтические перспективы iPS-клеток.

В одном из исследований, опубликованном годом ранее, iPS-клетки были созданы с использованием передовой техники, при которой фрагмент ДНК с четырьмя репрограммирующими генами безопасно интегрируется в геном взрослых клеток мыши. В этой нашумевшей работе полученные iPS-клетки показали плохие результаты в тестах на плюрипотентность и не смогли дать начало взрослым мышам — самому строгому тесту. Это вновь поставило под вопрос способность репрограммирующих факторов стабильно создавать клетки, полностью эквивалентные ES-клеткам.

Брайс Кэри, первый автор статьи в Cell Stem Cell и в то время аспирант в лаборатории Яниша, посчитал такие пессимистичные выводы преждевременными. Он повторил эксперимент, изменив несколько деталей, включая порядок расположения репрограммирующих факторов на вставляемом фрагменте ДНК. К удивлению, такие небольшие изменения оказали значительный эффект — конверсия взрослых клеток в высококачественные iPS-клетки происходила с большей частотой, чем в предыдущем, почти идентичном исследовании.

«Мы пытаемся показать, что процесс репрограммирования не так ущербен, как некоторые думают, и что можно выделить эти полностью плюрипотентные iPS-клетки, обладающие таким же развивающим потенциалом, как и эмбриональные стволовые клетки, и с довольно высокой частотой», — говорит Кэри, ныне постдок в Университете Рокфеллера. — «Получение клеток высокого качества не должно быть исключением».