Найден способ повышения эффективности стволовых клеток

В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, Шину Яманака (Shinya Yamanaka), доктор медицинских наук, доктор философии, который сначала создал индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), и его коллеги из Gladstone Institutes нашли способ повышения эффективности стволовых клеток путем их перепрограммирования для проведения исследований по редким генетическим заболеваниям.

ИПСК-стволовые клетки, созданные из клеток кожи, которые могут быть преобразованы в любой тип клеток в организме, – могут стать революцией в биомедицинской науке. Они внесли свой вклад в прорыв в регенеративной медицине и открытии новых лекарств, превосходящие то, что исследователи когда-то считали вообще возможным. Но, как и любая новая технология, есть место для совершенствования. Например, с использованием существующих методов менее одного процента клеток кожи взрослых особей можно перепрограммировать в ИПСК.

«Неэффективность в создании ИПСК является одним из основных сдерживающих пунктов в применении этой технологии для биомедицины, – сказал Яманака. – Наше исследование выявило удивительный способ увеличить количество ИПСК, которые мы можем вырастить».

Ученые начали с совершенно иной цели: они создали клеточную модель для изучения фибродисплазии (ФОП). Это крайне редкое генетическое заболевание затрагивает мышцы, сухожилия и связки, которые превращаются в кости. Состояние вызвано мутацией в гене ACVR1, который чрезмерно активизирует процесс клеточной сигнализации, что имеет важное значение для развития эмбриона и включает в себя белок, называемый BMP.

Удивительно, но ученые обнаружили, что они могли бы создать больше ИПСК из клеток, взятых у больных ФОП, чем из тех, что взяты у здоровых людей. Они считают, что это происходит потому, что передача сигналов BMP повышает способность клетки к размножению и держит их в плюрипотентном состоянии, когда они могут превратиться в любой тип клеток. Эти две особенности являются ключевыми характеристиками стволовых клеток. Чтобы подтвердить свою догадку, исследователи остановили передачу сигналов BMP, что привело к меньшему количеству ИПСК генерации из клеток ФОП пациентов.

«Изначально мы хотели создать модель болезни для ФОП, которые могли бы помочь нам понять, какие специфические мутации в генах влияют на образование костной ткани, – сказал первый автор Юхей Хаяси, доктор философии. – Мы были удивлены, узнав, что клетки от пациентов с ФОП перепрограммируются гораздо более эффективно, чем клетки от здоровых пациентов. Мы считаем, что это может происходить потому, что тот же путь, который вызывает пролиферацию костных клеток, также помогает стволовым клеткам в регенерации».

«Это первый известный случай, показывающий, что естественные генетические мутации повышают эффективность генерации ИПСК, – добавил соавтор исследования Брюс Конклин, доктор медицинских наук. – Создание ИПСК из клеток пациента, несущих генетические мутации, не только полезно для моделирования заболевания, но также может предложить новое понимание процесса их перепрограммирования».