Прерванное репрограммирование превращает взрослые клетки в большие количества клеток-предшественников

Модифицированная версия методики iPS, названная прерванным репрограммированием, позволяет получить высококонтролируемую, потенциально более безопасную и экономически эффективную стратегию генерации клеток-предшественников из взрослых клеток. Как продемонстрировано 30 ноября в журнале Stem Cell Reports, исследователи из Канады превратили взрослые клетки дыхательных путей мыши, называемые клетками Клара, в большие, чистые популяции индуцированных клеток-предшественников (iPL), которые сохранили остаточную память о своем родительском клеточном происхождении и поэтому специфически генерировали зрелые клетки Клара. Более того, эти клетки показали потенциал в качестве клеточной заместительной терапии у мышей с муковисцидозом.

«Основным препятствием на критическом пути регенеративной медицины является отсутствие подходящих клеток для восстановления функции или ремонта повреждений», — говорит соавтор Том Уодделл. — «Наш подход начинается с очистки нужного типа клеток, а затем их модификации для придания характеристик клеток-предшественников, которые могут быстро расти, но производить лишь несколько типов клеток».

Несмотря на прогресс, существующие протоколы на основе индуцированных плюрипотентных стволовых (iPS) клеток ограничены низким выходом и чистотой желаемых зрелых типов клеток, а также потенциалом незрелых клеток к образованию опухолей. «Одним из ключевых вопросов является то, как получить правильный тип клеток и много их», — отмечает Уодделл.

Для решения этих проблем Уодделл и его коллеги разработали стратегию прерванного репрограммирования. Исследователи начали генетически репрограммировать взрослые клетки Клара, изолированные от мышей, временно экспрессируя четыре фактора репрограммирования iPS, но прервали процесс на ранней стадии, до достижения плюрипотентного состояния, чтобы получить клетки-предшественники.

«Мы были удивлены тем, в какой степени процесс можно точно настроить с помощью времени и дозировки препарата, используемого для активации факторов репрограммирования», — говорит Уодделл.

Исследователи показали, что полученные Club-iPL клетки могут давать начало не только клеткам Клара, но и другим клеткам дыхательных путей, таким как бокаловидные клетки, секретирующие слизь, и реснитчатые эпителиальные клетки, продуцирующие белок CFTR, мутированный у пациентов с муковисцидозом. При введении мышам с дефицитом CFTR, Club-iPL клетки включались в ткань, выстилающую дыхательные пути, и частично восстанавливали уровни CFTR в легких, не вызывая образования опухолей.

«Для создания специализированных типов клеток для клеточной терапии требуется только вставить гены (или использовать нетрансгенные подходы), а затем протестировать дозу препарата и время, необходимое для каждого типа клеток и каждого пациента», — говорит Уодделл.

По словам авторов, этот подход может быть использован для различных практик регенеративной медицины, включая клеточную заместительную терапию, моделирование заболеваний и скрининг лекарств. Однако до клинического применения еще далеко. Исследователи планируют протестировать этот подход на других типах клеток, включая человеческие, и определить безопасные способы приживления этих клеток в легких человека.