Одна болезнь, разные модели стволовых клеток

Новый метод перепрограммирования взрослых клеток — индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки) — дал учёным более простой и менее спорный способ изучения болезней. Однако прямое сравнение показывает, что iPS-клетки отличаются от эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) в способности моделировать генетическое заболевание.

Ключевое отличие в модели синдрома ломкой X-хромосомы

• Исследователи создали iPS-клетки из клеток кожи трёх пациентов с синдромом ломкой X-хромосомы — самой частой формой наследственной умственной отсталости у мальчиков.
• Хотя геном в iPS-клетках был "омоложен", болезнетворный ген FMR1, инактивированный при заболевании, не был снова включён в iPS-клетках.
• "Обе линии — iPS и ЭСК — имеют одну и ту же мутацию. Однако мы увидели разницу между двумя системами", — отметил соавтор Нисим Бенвенисти.

Причина: эпигенетические метки

• Ген FMR1 инактивируется при дифференцировке клеток из-за эпигенетических изменений, "блокирующих" его считывание.
• В iPS-клетках эти эпигенетические маркеры silencing сохраняются, не позволяя гену включиться даже после перепрограммирования.
• "Мы показываем, что причина, по которой ген не экспрессируется, в том, что он всё ещё имеет эпигенетические маркеры для silencing", — пояснила соавтор Ахия Урбах.

Выводы и перспективы

• Это первое чёткое доказательство разного поведения iPS-клеток и ЭСК в модели заболевания.
• "Это вызывает общую осторожность в отношении использования iPS-клеток как точного отражения болезненного процесса", — заявил соавтор Джордж Дейли.
• Для заболеваний, связанных с silencing генов, iPS-клетки могут быть не самой точной моделью, и работа с ЭСК остаётся важной.
• Однако iPS-клетки могут быть лучшей моделью для изучения уже сформировавшихся нейронов, лишённых экспрессии гена FMR1.
• Обе модели ("болезнь в чашке") можно использовать для тестирования лекарств, нацеленных на аномальные синаптические связи при синдроме ломкой X-хромосомы.