Прорыв в репрограммировании клеток с помощью синтетической мРНК

Исследователи из Гарвардского института стволовых клеток (HSCI) разработали новый метод создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток) с использованием синтетической матричной РНК (мРНК). Метод решает три ключевые проблемы, сдерживающие клиническое применение iPS-клеток.

Суть метода

Группа Деррика Росси из Института иммунных заболеваний использовала синтетическую мРНК, несущую инструкции от четырех генов Яманаки, для перепрограммирования взрослых клеток кожи человека (фибробластов) в клетки, практически идентичные эмбриональным стволовым клеткам. Полученные клетки названы RiPS (RNA-iPS).

Ключевые преимущества

  1. Безопасность (неинтегрирующий метод): мРНК доставляет генетические инструкции, не встраиваясь в ДНК целевых клеток. Это исключает риск нежелательных мутаций и развития рака, связанный с использованием вирусов в предыдущих методах.
  2. Высокая эффективность: новый метод обеспечивает эффективность конверсии в диапазоне 1–4% от исходных клеток, что на порядки выше традиционных методов (0.001–0.01%).
  3. Направленная дифференцировка: используя мРНК, кодирующую специфические факторы, исследователи смогли направить развитие RiPS-клеток в нужные типы. В исследовании они успешно создали мышечные клетки.

Научный контекст и значимость

Метод преодолевает основные ограничения подхода Синъи Яманаки (2006 г.), который использовал интегрирующие вирусы. RiPS-клетки демонстрируют более близкое соответствие человеческим эмбриональным стволовым клеткам, чем iPS-клетки, полученные с вирусами.

Важным сопутствующим открытием стало решение проблемы клеточного иммунного ответа на чужеродную РНК. Команда модифицировала мРНК так, чтобы она не запускала противовирусный интерфероновый ответ, что позволило длительно экспрессировать белки в клетках.

Перспективы

  • HSCI немедленно переводит свое ядро по созданию iPS-клеток на этот новый метод.
  • Технология имеет потенциал не только для репрограммирования клеток, но и для временной экспрессии любого белка в клетке без побочных эффектов, что может быть использовано для терапии заболеваний, вызванных дефицитом белков.
  • Деррик Росси запатентовал технологию и создает компанию для ее дальнейшей разработки.

Исследование было поддержано стартовым финансированием лаборатории Росси и грантом HSCI. Работа опубликована в журнале Cell Stem Cell.