Почему стволовые клетки не хотят превращаться только в нейроны
Новое исследование, представленное на ежегодной конференции UK National Stem Cell Network, объясняет, почему в лаборатории так сложно получить большое количество однотипных клеток. Этот процесс критически важен для масштабирования производства стволовых клеток для терапии.
Работа доктора Роберта Келша из Университета Бата, частично финансируемая BBSRC, впервые показала, что ген Sox10 координирует ключевой этап развития: когда стволовая клетка принимает решение стать нейроном, она посылает сигнал окружающим клеткам стать чем-то другим (например, глиальными клетками). Этот механизм и мешает получить чистые популяции нейронов в культуре.
Мутации в гене Sox10 связаны с синдромом Ваарденбурга (редкое наследственное заболевание, вызывающее глухоту и снижение пигментации) и болезнью Гиршпрунга (нарушение развития нервов в кишечнике).
Проблема в лаборатории: часто при дифференцировке стволовых клеток в нейроны значительная часть клеток приобретает другие характеристики. Учёные полагают, что это происходит потому, что в живом организме существуют механизмы, обеспечивающие баланс между разными типами клеток в нужных местах. Активация этих механизмов в лабораторных условиях и ограничивает долю клеток, идущих по нужному пути.
Новое понимание развития: ранее считалось, что некоторые стволовые клетки (дающие начало периферическим нейронам и пигментным клеткам) остаются универсальными до достижения конечного местоположения в эмбрионе. Однако новые данные показывают, что они проходят через серию последовательных специализаций ещё во время миграции.
Исследование на рыбках данио in vivo показало, что ген Sox10 координирует "обсуждение" между соседними стволовыми клетками, чтобы обеспечить баланс и правильные пропорции разных типов клеток. Это гарантирует, что нейроны формируются вместе с необходимым количеством поддерживающих их глиальных клеток.
Выводы и перспективы:
- Работа объясняет, почему получение чистых клеточных популяций in vitro так сложно.
- Она также даёт терапевтическую надежду: если поместить правильные стволовые клетки в правильное окружение, естественные механизмы балансировки типов клеток могут помочь регенерации функционального органа.
Как отметил профессор Дуглас Келл, CEO BBSRC, для реализации медицинского потенциала стволовых клеток необходимо детальное понимание биологических процессов, которые направляют их дифференцировку.