РихардШлегель (Richard Schlegel), MD, PhD.
Группа ученых из онкологического исследовательского центра Georgetown Lombardi Comprehensive Cancer Center сообщила о том, что клетки, впервые полученные в их лаборатории год назад, представляют собой новое состояние первичных эпителиальных клеток млекопитающих, близкое к состоянию стволовых клеток. Исследователи утверждают, что они обладают свойствами, позволяющими, наконец, сделать регенеративную медицину реальностью.
В статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, они сообщают, что эти стволовые клетки экспрессируют гены, отличные от тех, что экспрессируют эмбриональные и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Это объясняет, почему в отличие от других стволовых клеток они не образуют опухолей и почему процесс получения из них клеток конкретного типа может быть более контролируемым.
«Кажется, это именно тот тип клеток, который нужен, чтобы сделать регенеративную медицину реальностью», - говорит руководитель исследования заведующий кафедрой патологии Georgetown Lombardi – отделения Медицинского центра Джорджтаунского университета (Georgetown University Medical Center) – Рихард Шлегель (Richard Schlegel), MD, PhD.
Данное исследование является продолжением работы, которая в декабре 2011 года привела к крупному успеху: доктору Шлегелю и его коллегам удалось разработать метод, позволяющий неопределенно долго поддерживать in vitro жизнедеятельность как нормальных, так и раковых клеток.
Ученые установили, что добавление к клеткам ингибитора Rho-киназы (Y-27632) и фидерных фибробластов приводит к их трансформации в живущие неопределенно долго клетки со свойствами стволовых. После удаления Rho-киназы и фидерных клеток они возвращаются к типу клеток, от которого когда-то произошли. Ученые назвали эти клетки «условно перепрограммированными клетками» (conditionally reprogrammed cells, CRCs).
В сентябрьском номере журнала The New England Journal of Medicine доктор Шлегель и его коллеги сообщили, что условно перепрограммированные клетки, полученные из нормальных и опухолевых клеток 24-летнего мужчины с редким типом рака легких, позволили врачам подобрать эффективную терапию. Эти клетки были использованы для скрининга химиотерапевтических средств, и таким образом ученые смогли определить, какие препараты наиболее активны по отношению к опухолевых и наименее вредны для нормальных клеток.
«Наше первое клиническое применение этого метода представляет собой яркий пример персонализированной медицины», - комментирует свой успех доктор Шлегель.
Доктор Шлегель (справа) с ассистентом в своей лаборатории.
Однако, предупреждает ученый, потребуется целая армия исследователей и твердые фундаментальные знания, чтобы понять, будет ли этот метод тем прорывом, который нужен, чтобы вступить в новую эру персонализированной медицины.
Целью же данного исследования было сравнение свойств условно перепрограммированных клеток с известными свойствами эмбриональных и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (последние получаются путем встраивания генов, что делает их способными дифференцироваться в другие типы специализированных клеток). Как эмбриональные, так и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки уже исследовались с точки зрения их возможного использования в регенеративной медицине, но, как установлено в экспериментах на мышах, оба эти типа могут образовывать опухоли. Кроме того, по словам доктора Шлегеля, трудно проконтролировать, в какой тип клеток они дифференцируются.
«Вам нужно, чтобы они стали клетками легких, но вместо этого они вполне могут дифференцироваться в клетки кожи», - поясняет ученый.
В противоположность этому полученные, например, из легких и помещенные в необходимые условия клетки будут развивать свойства стволовых, что позволит увеличить популяцию легочных клеток. Процесс перепрограммирования протекает очень быстро. За три дня после добавления ингибитора и фидерных клеток ученые получили большое количество стволовых клеток. При этом процесс полностью обратим: при удалении из системы ингибитора и фидерных клеток условно перепрограммированные клетки теряют свойства стволовых, трансформируются в дифференцированные клетки легких и потенциально могут быть безопасно имплантированы в ткань.
Исследователи сравнили экспрессию генов в условно перепрограммированных, эмбриональных и индуцированных плюрипотентных стволовых клетках и установили, что, в то время как некоторые гены экспрессируются во всех трех типах, в условно перепрограммированных клетках не наблюдается гиперэкспрессии целого ряда важнейших транскрипционных факторов (Sox2, Oct4, Nanog или Klf4), экспрессирующихся в эмбриональных и индуцированных плюрипотентных стволовых клетках.
«Так как они не экспрессируют этих генов, они не образуют опухолей и, в отличие от других клеток, линейно коммитированы», - объясняет доктор Шлегель. «Это говорит о том, что условно перепрограммированные клетки являются другим видом стволовых клеток».
Если и когда использование условно перепрограммированных клеток станет достаточно совершенным для клиники – а для этого, подчеркивает доктор Шлегель, потребуется значительная работа, – их, потенциально, можно будет использовать в целом ряде новых методов.
«Возможно, их можно будет более широко использовать для определения чувствительности к химиотерапии, как мы показали в статье, опубликованной в NEJM, и в регенеративной медицине для замены поврежденной ткани органа при диабете – мы могли бы удалять остатки островков поджелудочной железы, размножать их клетки и имплантировать их обратно в поджелудочную железу. Кроме того, их можно использовать для лечения многих болезней накопления, вызванных отсутствием ферментов печени. В этих случаях мы могли бы брать клетки печени, размножать их, встраивать в них нормальные гены и возвращать в организм пациентов», - заглядывает в будущее доктор Шлегель.
«Потенциал этих клеток огромен, и захватывающее изучение их возможностей продолжается», - заключает ученый.
Источник: LifeSciencesToday
