Прорыв в создании безопасных терапевтических стволовых клеток из взрослых клеток

Новая методика решает одну из самых сложных проблем безопасности в персонализированной медицине на основе стволовых клеток. Впервые учёные смогли получить стволовые клетки в лаборатории из взрослых клеток без их генетического изменения. Это открытие может стимулировать разработку новых методов лечения таких заболеваний, как диабет 1-го типа и болезнь Паркинсона.

Исследование опубликовано в онлайн-выпуске журнала Cell Stem Cell от 23 апреля 2009 года.

"Мы очень рады этому прорыву в создании эмбрионоподобных клеток из фибробластов без использования какого-либо генетического материала", — говорит ведущий автор исследования, профессор Шэн Дин из Scripps Research.

В норме развитие клеток от стволовых к более специализированным типам — процесс необратимый. Это означает, что при повреждении тканей часто нет источника для их восстановления. Плюрипотентные стволовые клетки, способные стать клетками любого типа в организме, могли бы дать врачам возможность восстанавливать повреждённые ткани.

Однако использование стволовых клеток в медицине сталкивается с препятствиями. Перспективная стратегия — «перепрограммирование» собственных взрослых клеток пациента обратно в стволовые. Это позволяет избежать этических проблем, связанных с эмбриональными стволовыми клетками, и проблем иммунного отторжения.

Несколько лет назад японские учёные совершили прорыв, превратив клетки кожи мыши в стволовые клетки путём вставки четырёх генов. Однако терапевтический потенциал таких генетически модифицированных клеток ограничен из-за проблем безопасности:

• Чужеродные ДНК-последовательности остаются в клетках.
• Используемые гены связаны с развитием раковых опухолей.

Многие учёные искали более безопасные способы, но все они по-прежнему включали генетические манипуляции. Команда Шэна Дина ранее открыла низкомолекулярные соединения, заменяющие некоторые гены, но стремилась достичь перепрограммирования без использования генов вообще.

Как это удалось?

Учёные достигли этой сложной задачи, используя рекомбинантные белки (белки, созданные путём рекомбинации фрагментов ДНК разных организмов). Вместо вставки четырёх генов они добавляли в клетки очищенные инженерные белки и подбирали химически определённые условия, пока не нашли точную смесь, позволяющую постепенно перепрограммировать клетки.

Полученные эмбрионоподобные клетки (названные «белково-индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками» или piPS-клетками) по молекулярным и функциональным характеристикам неотличимы от классических эмбриональных стволовых клеток. Они способны дифференцироваться в различные типы клеток, включая сокращающиеся клетки сердечной мышцы, нейроны и клетки поджелудочной железы.