Ученые создали стволовые клетки внутри живого организма

Группа исследователей из испанского Национального центра по исследованию рака и Национального сердечно-сосудистого центра в Мадриде перепрограммировала простые клетки в стволовые прямо в организме лабораторной мыши.

Подробности опубликованы в статье Nature, а краткий пересказ и отзывы других экспертов приведены в Nature news.

Для перепрограммирования клеток научные работники подвергли мышей генетической модификации. В их ДНК была внедрена специализированная очередность, которая приводила к тому, что у животных наблюдалась увеличенная активность 4 генов: Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc. Все эти гены раньше были изучены конкретно в контексте перепрограммирования клеток, но никто не выяснял то, что же получится при их активации напрямик внутри живого организма. Внедренная исследователями в геном животного система была устроена так, что мыши, получающие с едой небольшое количество антибиотика доксициклина, ничем не отличались от простых, а отмена продукта активировала 4 гена.

Благодаря данному молекулярному переключателю (такие часто употребляют в различных биологических опытах) эксперты сумели в необходимое им время инициировать групповую экспрессию генов и, из-за этого, перепрограммирование клеток. Итог для мышей оказался печальный: в их организме образовалось очень много стволовых клеток, которые стали формировать опухоли.

Вскрытие продемонстрировало, что во многих органах образовались группы неспециализированных клеток. Анализ показал, что они близки к эмбриональным клеткам и обладают свойство плюрипотентности, другими словами готовы превращаться в клетки почти всех других типов, а вовсе не являются клетками раковой опухоли (которые не имеют способности вновь стать специализированными). Перепрограммированные клетки заметили в костном мозге и крови, а их вторжение в брюшную полость вызвало появление тератом: опухолей, которые можно упрощенно представить как развившиеся из гоноцита (стволовой клетки, продуцирующей сперматозоиды либо яйцеклетки) дефектные эмбрионы. Тератомы нередко сформировывают примитивные аналоги органов либо даже подобие зародыша с конечностями и внутренними органами. Исследование тератом продемонстрировало, что перепрограммированные клетки можно считать обладающими показателями тотипотентности, т.е. они готовы превращаться в любые другие клетки, а не исключительно в клетки конкретных тканей (как плюрипотентные стволовые клетки). Научные работники подчеркнули, что вне организма обрести тотипотетные клетки перепрограммированием не удавалось и в их статье обнаружение таких клеток охарактеризовано как "беспрецедентный вариант".

Несмотря на то, что опухоли у мышей были несовместимы с жизнью, принятый на вооружение учеными способ может оказаться нужным и для человека. Согласно заявлению свободного эксперта Джорджа Дэли из Бостонской детской клиники, после доработки методики ее можно будет использовать для восстановления поврежденных тканей и органов. Глава исследования, Мануэль Серрано, сказал, что пока научные работники и не претендовали на демонстрацию готовой к переносу в больницу методики излечения: "Мы продемонстрировали перепрограммирование, а сейчас нам требуется показать регенерацию тканей".

Перепрограммирование клеток уже отмечено Нобелевской премией по физиологии и медицине. Оно считается перспективной методикой в силу 2 обстоятельств: т.к. позволяет обойти этические ограничения на применение эмбрионального материала и потому что стволовые клетки из личной ткани получаются заведомо совместимы с пациентом.