Ускоренный и безопасный метод получения стволовых клеток

Новый метод генерации стволовых клеток из зрелых клеток обещает увеличить их производство в лаборатории, устраняя барьер для терапий регенеративной медицины.

Техника, разработанная в Институте биологических исследований Солка, позволяет неограниченно производить стволовые клетки и их производные, а также сокращает время производства более чем вдвое — с почти двух месяцев до двух недель.

"Один из барьеров, который необходимо преодолеть для широкого внедрения терапий стволовыми клетками, — это трудность получения достаточного количества клеток достаточно быстро для острого клинического применения", — говорит Игнасио Санчо-Мартинес, один из первых авторов статьи.

Исследователи, включая Хуана Карлоса Изписуа Бельмонте и Фреда Х. Гейджа, опубликовали новый метод конверсии клеток в журнале Nature Methods.

Проблемы существующих подходов

Стволовые клетки ценятся за свою плюрипотентность — способность становиться практически любой клеткой тела. Для исследований и клинического использования их получают двумя основными путями:

1. Эмбриональные стволовые клетки (ESCs): берутся из бластоцист. Помимо этических споров, ткани, выращенные из ESCs, могут вызывать иммунные реакции при трансплантации.
2. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSCs): зрелые соматические клетки перепрограммируют обратно в плюрипотентное состояние. Однако процесс создания iPSCs в лаборатории может занимать до двух месяцев, он неэффективен, а главное — такие клетки иногда образуют опухоли (тератомы), которые могут быть раковыми.

Новый метод: непрямая конверсия линий

Чтобы избежать проблем с iPSCs, команда Солка разработала технику "непрямой конверсии линий" (ILC). В отличие от "прямой конверсии", где одна соматическая клетка превращается строго в один другой тип, ILC отодвигает клетки не к плюрипотентному состоянию ("нулю"), а к более раннему мультипотентному состоянию-предшественнику (прогенитору), подходящему для дальнейшей специализации.

"Мы не отодвигаем их к нулю, мы просто отодвигаем их немного назад", — поясняет Санчо-Мартинес.

Преимущества и результаты

• Безопасность: метод не требует генерации iPSCs, что снижает риск образования тератом.
• Скорость: процесс занимает всего 15 дней вместо двух месяцев, что также уменьшает шансы на спонтанные мутации.
• Продуктивность: метод даёт больший выход клеток.

В исследовании с помощью ILC человеческие фибробласты (клетки кожи) были перепрограммированы в ангиобластоподобные клетки — предшественники сосудистых клеток. Эти новые клетки могли пролиферировать и дифференцироваться в эндотелиальные и гладкомышечные сосудистые линии. При имплантации мышам клетки успешно интегрировались в существующую сосудистую сеть животных.

"Одна из долгосрочных надежд исследований стволовых клеток воплощена в этом исследовании, где стволовые клетки самоорганизуются в 3D-структуры, а затем интегрируются в существующие ткани", — говорит Хуан Карлос Изписуа Бельмонте.

Хотя клиническое применение может быть впереди, новый метод уже обладает ключевыми преимуществами: он безопаснее, продуктивнее и значительно быстрее существующих техник.