Ученые приблизились к созданию «умных» стволовых клеток из человеческого жира
Новое исследование под руководством Университета Нового Южного Уэльса (UNSW Sydney) показывает, что создание нового типа стволовых клеток с регенеративными способностями стало ближе.
Эти стволовые клетки, названные индуцированными мультипотентными стволовыми клетками (iMS), можно получить из легко доступных человеческих клеток — в данном случае, жировых — и перепрограммировать.
Результаты исследования на животных, в ходе которого были созданы человеческие iMS-клетки и проверена их эффективность на мышах, опубликованы в Science Advances. Хотя результаты обнадеживают, прежде чем говорить о потенциальной терапии для людей, необходимы дополнительные исследования и испытания.
«Разработанные нами стволовые клетки могут адаптироваться к окружающей среде и восстанавливать ряд поврежденных тканей», — говорит гематолог Джон Пиманда, профессор UNSW Medicine & Health и соавтор исследования.
«Насколько мне известно, до сих пор никто не создавал адаптивные человеческие мультипотентные стволовые клетки. Это неизведанная территория».
Как создавали и тестировали клетки
Ученые создали iMS-клетки в лаборатории, обработав человеческие жировые клетки смесью соединений. Это заставило клетки потерять свою первоначальную идентичность и стерло «молчащие метки», которые ограничивают клеточную специализацию.
Исследователи ввели человеческие iMS-клетки мышам, где те сначала оставались в спящем состоянии. Однако при получении мышами травмы стволовые клетки адаптировались к окружению и превращались в ткань, нуждающуюся в восстановлении: будь то мышцы, кости, хрящи или кровеносные сосуды.
«Стволовые клетки действовали как хамелеоны, следуя локальным сигналам, чтобы слиться с тканью, требующей заживления», — говорит ведущий автор работы доктор Авани Йеола.
Преимущества перед существующими технологиями
Существующие технологии преобразования клеток в стволовые имеют ключевые ограничения:
- Тканеспецифичные стволовые клетки по своей природе ограничены в диапазоне создаваемых тканей.
- Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS) несут риск образования опухолей и не могут быть введены напрямую, а также требуют дополнительной обработки для генерации конкретных типов клеток.
iMS-клетки, созданные из взрослой ткани, в исследовании на мышах не показали признаков нежелательного роста тканей и адаптировались к различным типам тканей.
«Эти стволовые клетки не похожи на другие, проходящие клинические испытания. Они создаются из собственных клеток пациента, что снижает риск отторжения», — отмечает доктор Йеола.
Простая технология создания
Каждая человеческая клетка содержит одинаковую ДНК, но использует разные ее части. Неиспользуемые части ДНК обычно «закрыты» естественными модификациями.
«Идея нашего подхода заключалась в том, чтобы обратить эти модификации вспять и дать клеткам возможность использовать эту часть ДНК при внешнем сигнале», — объясняет профессор Пиманда.
Исследователи перепрограммировали жировые клетки с помощью двух соединений:
- Азацитидина — препарата, используемого в терапии рака крови.
- Естественного фактора роста, стимулирующего рост клеток и восстановление тканей.
Примерно через три с половиной недели после обработки клетки теряли жир и свою идентичность как жировые клетки.
Потенциальное клиническое применение
Соавтор исследования доктор Ваше Чандракантан, предложивший идею создания iMS-клеток, описывает два возможных варианта:
- Вне организма: Забор жировых клеток пациента, их инкубация с соединениями в аппарате и последующее введение готовых перепрограммированных клеток.
- В организме: Установка мини-помпы (по аналогии с кардиостимулятором) рядом с нуждающимся в помощи органом (например, сердцем) для дозированной доставки соединений и создания новых стволовых клеток на месте.
Взгляд в будущее
Исследователи подчеркивают, что путь до потенциальной терапии для людей еще долог. Исследование основано на работе 2016 года с клетками мыши и является следующим шагом перед испытаниями на людях.
«Безопасность — наша первоочередная задача. Необходимы доклинические исследования и клинические испытания, чтобы убедиться, что мы можем генерировать эти клетки в безопасных условиях», — говорит профессор Пиманда.
Доктор Чандракантан отмечает, что в случае успеха будущих исследований реальное применение этой терапии может занять до 15 лет.
«Хотя эти открытия очень волнующие, я сдержу свой энтузиазм, пока мы не доведем это до пациентов», — заключает он.