Эмбриональные и искусственные стволовые клетки оказались функционально эквивалентными
Исследователи из Гарвардского института стволовых клеток (HSCI) обнаружили новые доказательства того, что некоторые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки) человека являются «функциональным эквивалентом» эмбриональных стволовых клеток (ES-клеток). Результаты опубликованы в Nature Biotechnology.
До 2007 года ES-клетки были единственными человеческими клетками с потенциалом превращаться в любой другой тип клеток. После открытия Синъи Яманаки (Нобелевская премия 2012 года) учёные научились перепрограммировать взрослые соматические клетки (например, кожи или крови) в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки). Это открытие породило многолетние споры о том, насколько iPS-клетки соответствуют ES-клеткам.
Команда под руководством Конрада Хохедлингера (Konrad Hochedlinger, PhD) из Массачусетской больницы общего профиля и Гарвардской медицинской школы поставила задачу выяснить, эквивалентны ли искусственно созданные стволовые клетки эмбриональным.
Экспериментальный подход
Сравнение iPS- и ES-клеток осложнено их генетическими различиями (разный пол, раса, происхождение доноров). Чтобы исключить этот фактор, исследователи создали генетически идентичные линии:
- Взяли две хорошо изученные линии человеческих ES-клеток.
- Стимулировали их превращение в клетки кожи.
- Перепрограммировали эти клетки кожи обратно в состояние iPS-клеток.
- Сравнили продукты генов (транскриптомы) исходных ES-клеток и полученных из них iPS-клеток.
Результаты
Анализ, проведённый совместно с группой Питера Парка (Peter Park, PhD), показал:
- Из примерно 200 000 генов человеческого генома по-разному экспрессировались только около 50.
- Уровень экспрессии этих генов был крайне низким. По мнению Парка, различия могут быть «транскрипционным шумом» — незначительными статистическими отклонениями без биологических последствий.
- Функциональные тесты подтвердили, что ES- и iPS-клетки обладают равным потенциалом к дифференцировке в нервные клетки и ряд других специализированных линий.
Выводы и ограничения
«При использовании этих клеточных линий и методов, а также после учёта ряда технических и биологических переменных, мы обнаруживаем, что ES-клетки и iPS-клетки эквивалентны», — заявил Хохедлингер.
При этом он отметил важные оговорки:
- Не все практические применения могут учесть все переменные.
- Наука ещё не достигла уровня, когда iPS-клетки могут заменить эмбриональные стволовые клетки в каждой ситуации.
- «Эмбриональные стволовые клетки по-прежнему остаются важным ориентиром, с которым сравниваются другие плюрипотентные клетки. В этом контексте наше исследование повышает "ценность" iPS-клеток».