Стволовые клетки можно получить из клеток взрослого организма. Учёные всего мира шлифуют технологию и подбирают лучший источник (тип исходной ткани). Однако в большинстве случаев выход нужных клеток небольшой. Группа микробиологов из института биомедицинских исследований Уайтхеда (Whitehead Institute for Biomedical Research) и их коллеги из Массачусетского технологического института (MIT) показали, что существует подход, позволяющий переделать все взрослые клетки в стволовые.
Одним из наилучших результатов за последнее время дал метод, позволивший создать двадцать стволовых клеток из 10 тысяч исходных (то есть эффективность составила всего лишь 0,2%). Нынешняя же группа учёных утверждает, что им удалось конвертировать 92% начальных взрослых клеток в стволовые.
Для этого специалисты создали генетически похожие клетки иммунной системы мыши с дополнительными копиями четырёх генов. На последние были "нашиты" своеобразные переключатели, которые под воздействием определённого вещества активировали работу тех самых генов (это было необходимо для перепрограммирования клеток).
В первой серии экспериментов исследователи выращивали отдельные иммунные клетки с "включёнными" генами. Учёные наблюдали за их ростом и делением, контролируя, когда появятся признаки плюрипотентности – свойства, определяющего возможность стволовой клетки "перепрофилироваться" в любую клетку организма.
Некоторые популяции начали производить особый химический сигнал, свидетельствующий о плюрипотентности, уже через две недели, другие – лишь через 18 недель (зато к тому времени только 8% колоний не смогли сформировать так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки – iPS-cells). "Фактически все клетки имели возможность стать стволовыми", — рассказывает Янич.
Обобщая данные, учёные делают смелый вывод, что в правильных условиях любую клетку взрослого организма можно перевести в состояние, близкое по свойствам к стволовой. Ранее считалось, что только определённые типы тканей дают хорошую эффективность (и быстро конвертируют свои составляющие в стволовые клетки).
Исследователи пока не смогли определить, отчего одни их клетки давали стволовые раньше, а другие позже, но дело точно не в скорости деления (она во всех случаях была примерно одинаковой). Одним из "подозреваемых" стал ген NANOG. Когда учёные увеличили его экспрессию, плюрипотентные клетки стали образовываться раньше, за меньшее количество циклов деления (при этом скорость почти не изменилась).
Кроме этого исследовательской группе удалось почти в два раза уменьшить время конвертации взрослых клеток в стволовые. Во второй серии экспериментов они искусственно усилили экспрессию гена p53, который иногда связывают с раковыми опухолями.
Активация подобных молекулярных путей увеличила скорость деления иммунных клеток, что в свою очередь сказалось на скорости перепрограммирования. Почти все популяции образовали iPS-клетки спустя 8 недель. Позже было подсчитано, что клетки, претерпевшие модификации при помощи "ракового" и обычных генов, дали нужное потомство примерно за одно и то же количество циклов деления.
В статье, вышедшей в журнале Nature, авторы работы предполагают, что при делении клетки особые химические сигналы заставляют ДНК менять экспрессию некоторых генов. Соответственно, если клетки начинают делиться быстрее (как в случае с раковыми), то и плюрипотентными они тоже становятся раньше.