Крупный шаг в создании лучших стволовых клеток из взрослой ткани
Ученые из Исследовательского института Скриппса разработали метод, который значительно повышает эффективность создания стволовых клеток из взрослой ткани человека без использования эмбриональных клеток. Это серьезный прогресс в решении одной из основных практических проблем в развитии медицины на основе стволовых клеток.
Результаты были опубликованы в онлайн-выпуске журнала Nature Methods от 18 октября 2009 года.
Новая методика, использующая три небольших химических соединения, похожих на лекарства, в 200 раз эффективнее и в два раза быстрее обычных методов преобразования взрослых человеческих клеток в стволовые (в данном случае называемые «индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками» или iPS-клетками).
Решение основных проблем
Создание iPS-клеток из взрослых клеток обходит этические проблемы, связанные с использованием эмбриональных стволовых клеток, и позволяет получать стволовые клетки, совместимые с иммунной системой пациента.
Однако первоначальный метод, разработанный в 2007 году, имел два серьезных недостатка:
- Проблема безопасности: метод полагался на потенциально вредное генетическое манипулирование и вставку двух генов, вызывающих рак (c-Myc и Oct4).
- Низкая эффективность и скорость: успешной была примерно одна из 10 000 клеток, а процесс занимал около четырех недель.
Ранее в 2009 году команда решила первую проблему, показав, что можно использовать очищенные белки для трансформации клеток, избегая вставки генов. Новая работа делает крупный шаг в решении второй проблемы — эффективности.
Фокус на естественных процессах
В основе улучшенного метода лежит манипулирование естественным процессом в клетках, называемым MET (мезенхимально-эпителиальный переход). Этот процесс подталкивает фибробласты (клетки соединительной ткани) ближе к состоянию, подобному стволовой клетке.
Ученые протестировали ряд соединений, чтобы найти те, которые ингибируют пути TGFβ (трансформирующий фактор роста бета) и MEK (митоген-активируемая протеинкиназа), участвующие в процессе MET.
Были идентифицированы два наиболее активных химических соединения:
- SB43142 (ингибитор ALK5)
- PD0325901 (ингибитор MEK)
Их комбинация оказалась высокоэффективной в преобразовании фибробластов в стволовые клетки, превзойдя эффективность классического генетического метода в 100 раз.
Эффективно, быстро, безопасно
Чтобы еще больше повысить эффективность, команда решила задействовать другой естественный путь — путь выживания клеток. После скрининга библиотеки соединений, нацеленных на этот путь, ученые сосредоточились на новом соединении под названием Thiazovivin.
Техника с использованием Thiazovivin в комбинации с двумя ранее отобранными химическими веществами (SB43142 и PD0325901) превзошла эффективность классического метода в 200 раз. Кроме того, новый метод занял две недели вместо четырех.
Новый метод не только быстрее и эффективнее, но и имеет многообещающий профиль безопасности, поскольку основан на естественных биологических процессах, а используемые типы молекул уже тестировались на людях.