Китайские учёные из Института медицины и здравоохранения Гуанчжоу (GIBH) научились создавать клетки головного мозга человека без использования эмбриональных стволовых клеток. Материал для строительства был найден в самом неожиданном месте: исследователи нашли простой способ превращать в нейроны клетки, содержащиеся в моче.
При работе с эмбриональными стволовыми клетками всегда сохраняется риск, что после пересадки они положат начало опухоли. Кроме того, их довольно трудно получить быстро и в большом количестве.
Одним из самых значительных событий в современной науке стало открытие возможности перепрограммировать обыкновенные (взрослые) клетки в незрелые стволовые, которые могут превращаться в любые другие клетки. В 2012 году биологи Джон Гёрдон (John Gurdon) и Синя Яманака (Shinya Yamanaka) получили за это достижение Нобелевскую премию в области физиологии и медицины (мы подробно рассказывали об этом в нашем материале).
Сегодня для получения так называемых индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, из которых можно сформировать любые клетки в организме, используют кровь или кожу. Биолог Дуаньцин Пэй (Duanqing Pei) и его коллеги обнаружили, что для этой цели прекрасно подходят эпителиальные клетки почек, которые в большом количестве содержатся в моче.
Поначалу учёные использовали ретровирусы, чтобы изменить генетическую информацию клеток и подарить им плюрипотентность, то есть, по сути, перевести их в незрелое состояние. Однако позднее они использовали для этой цели векторы. Последние не встраиваются в структуру генома клеток, что делает полученные клетки-предшественники более предсказуемыми.
На преобразование клеток из мочи в плюрипотентные стволовые клетки у исследователей ушло всего 12 дней, хотя обычно этот процесс длится вдвое дольше. Впоследствии полученные колонии поместили в среду, которая обычно используется для роста нейронов, и клетки быстро создали соответствующие структуры.
Позднее команда повторила эксперимент и пересадила клетки-предшественники в мозг новорождённых мышей. Уже через четыре недели они приобрели форму и продемонстрировали наличие ключевых молекулярных маркеров нейронов. При этом исследователи не нашли никаких признаков образования опухолей.
Незрелые клетки способны размножаться в культуре, поэтому исследователи могут за короткий промежуток времени получить большое количество клеток для своих экспериментов. Раньше это было серьёзной проблемой, потому что производство и дифференциация плюрипотентных клеток (когда они определяются со своими функциями) длилась гораздо дольше.
Учёные Поднебесной указывают, что одно из основных преимуществ нового метода, описанного в статье в журнале Nature Methods, заключается в том, что моча может быть легко и безболезненно получена от любого пациента.
Таким образом, в будущем можно будет пересаживать человеку большое количество стволовых клеток, полученных из его же организма. Методика китайских исследователей может быть использована при изучении различных заболеваний, связанных с деятельностью нейронов (например, болезнью Альцгеймера или аутизмом).
Также по теме: Человеческие стволовые клетки вернули слух песчанкам Нейронные стволовые клетки помогли в лечении паралича Учёные вырастили человеческую печень в голове мыши Японцы вырастили здоровое потомство из искусственной яйцеклетки Биологи впервые напрямую конвертировали клетки кожи в клетки мозга.