Исследования проливают свет на десятилетнюю загадку стволовых клеток

Серия исследований под руководством доцента Хосе Поло из Университета Монаша прояснила жизненно важные, но ранее неясные аспекты клеточного репрограммирования.

Репрограммирование клеток, позволяющее превратить один тип клетки практически в любой другой тип клеток человеческого тела, революционизирует медицину. Оно даёт учёным возможность теоретически создавать любую ткань для восстановления повреждённых органов (например, сердца или печени) или для трансплантации.

В 2006 году японские исследователи, сделавшие удостоенное Нобелевской премии открытие индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток), определили набор из четырёх факторов транскрипции, способных превратить любую клетку в iPS-клетки. Эти iPS-клетки, как и эмбриональные стволовые клетки, обладают потенциалом производить любую клетку тела, но без использования эмбрионов и без риска отторжения организмом пациента, что является ограничением трансплантации.

Однако спустя более десяти лет до сих пор не было полностью понятно, как именно работают эти факторы репрограммирования.

Две новые работы лаборатории доцента Поло были опубликованы с разницей в неделю в высокорейтинговых журналах Cell Press, обнаружив новые доказательства в этой десятилетней загадке. Третье связанное исследование было опубликовано в конце прошлого месяца в Nature Methods.

Первое исследование, опубликованное в Cell Reports, является результатом международного сотрудничества под руководством доцента Поло и доктора Оуэна Рэкхэма из Duke-NUS в Сингапуре. Оно основывается на знаковом исследовании iPS-клеток, проведённом доц. Поло в 2012 году, которое описало «дорожную карту» процесса репрограммирования фибробластов (клеток кожи) в стволовые клетки.

В этой новой работе команда обнаружила, что «дорожная карта» не одинакова для каждого типа клеток. Используя фибробласты, нейтрофилы (белые кровяные клетки) и кератиноциты (другой тип клеток кожи) из моделей животных, исследователи выявили, что путь к плюрипотентности зависит от исходного типа клетки.

Другое исследование, опубликованное в Cell Stem Cell под руководством доц. Поло и профессора Райана Листера из Университета Западной Австралии, раскрыло, как факторы репрограммирования включают или выключают определённые гены, или «открывают» и «закрывают» их.

Гены являются частью хроматина — комплекса ДНК и белков, образующих хромосомы внутри клеточного ядра. Учёные смогли объяснить механизмы процесса, при котором факторы репрограммирования попадают в области хроматина, которые открываются и закрываются.

«Это выявило области хроматина и факторы транскрипции, о важности которых для плюрипотентности мы ранее не знали», — сказал доц. Поло.

Работа, опубликованная в прошлом месяце в Nature Methods, охарактеризовала и установила протокол для создания формы человеческих iPS-клеток — «наивных» клеток, которые наиболее близко напоминают первые клетки человеческого эмбриона.