Учёные разработали новый протокол для подготовки индуцированных плюрипотентных стволовых клеток к клиническому применению

Учёные из Исследовательского института Нью-Йоркского фонда стволовых клеток (NYSCF) под руководством Дэвида Калера, директора по лабораторной автоматизации, разработали новый способ получения линий индуцированных плюрипотентных стволовых (iPS) клеток из фибробластов человека от здоровых доноров и пациентов с заболеваниями. Метод сортировки клеток, описанный в PLOS ONE, стабильно отбирает iPS-клетки самого высокого качества и стандартизированные, что представляет собой крупный шаг вперёд для открытия лекарств и разработки клеточных терапий.

Используя прорывной метод, разработанный нобелевским лауреатом 2012 года Синъей Яманакой, взрослые клетки «перепрограммируются» или возвращаются в эмбрионоподобное состояние, обычно с помощью вирусной инфекции. Этот процесс динамичен и приводит к смеси полностью перепрограммированных iPS-клеток, частично перепрограммированных клеток и остаточных взрослых клеток. Ранее для отбора перспективных полностью перепрограммированных клеток в основном полагались на визуальную оценку колоний стволовых клеток под микроскопом.

Колонии, отобранные по качественным признакам, могли содержать частично перепрограммированные клетки, что является серьёзной проблемой для клинического применения клеточных терапий, так как эти клетки после трансплантации пациенту могут превратиться в любой другой тип клеток. Кроме того, для анализов эффективности лекарств и токсикологических исследований на iPS-клетках неоднородные клеточные популяции могут искажать реакцию репрезентативных линий.

Учёные NYSCF разработали количественный протокол, оптимизированный в течение трёх с половиной лет, для стабильного получения раннеперепрограммированных клеток. С помощью флуоресцентно-активированной сортировки клеток (FACS) полностью перепрограммированные клетки идентифицировали по двум специфическим белкам (маркерам плюрипотентности). Затем группа использовала третий маркер, который экспрессируется частично перепрограммированными или взрослыми клетками, и провела негативную селекцию против этих клеток, чтобы получить только полностью перепрограммированные.

«На сегодняшний день этот протокол позволил нашей группе получить (и охарактеризовать) 228 индивидуальных линий iPS-клеток, что представляет собой одну из крупнейших коллекций, созданных в одной лаборатории», — сказал доктор Калер. «Этот стандартизированный метод означает, что эти iPS-клетки можно сравнивать друг с другом, что является важным шагом для их использования в скрининге лекарств и разработке клеточных терапий».

Этот процесс отбора колоний стволовых клеток лёг в основу новой технологии NYSCF — автоматизированной роботизированной платформы NYSCF Global Stem Cell Array. В настоящее время в лаборатории NYSCF Array перепрограммирует тысячи образцов кожи и/или крови здоровых доноров и больных пациентов в линии iPS-клеток. Сортировка и характеристика клеток на ранней стадии перепрограммирования позволяет эффективно развивать клоны iPS-клеток и получать из них взрослые типы клеток.

«Мы воодушевлены перспективами, которые этот протокол открывает для нашей области. По мере продвижения стволовых клеток в клинику работа доктора Калера является критически важным шагом для обеспечения безопасного и эффективного лечения для всех», — сказала Сьюзан Л. Соломон, генеральный директор NYSCF.