Подкожный жир и родинки названы лучшим источником стволовых клеток
Несколько лет учёные пытаются найти лучший источник стволовых клеток для взрослых людей. В целях перепрограммирования уже использовались клетки кожи, соединительной ткани, костного мозга, крови, волос и зубов. Две последние работы предлагают новый эффективный способ, для которого подойдут "ненужные" и даже в какой-то мере вредные клетки организма.
Технология производства стволовых клеток пока ещё крайне молода и далека от идеальной. Хотя опыты и эксперименты проводятся во многих лабораториях мира, чаще всего это лишь одиночные явления, в ходе которых удалось добиться значимых или, наоборот, отрицательных результатов.
Тем не менее методом проб и ошибок учёные постепенно добиваются своего и, конкурируя между собой, вырабатывают наилучший вариант получения стволовых клеток.
Одна из последних работ в этой области объединила исследователей из медицинской школы Стэнфорда (). Они показали, что из жировых клеток можно получить так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (), быстрее и с большей эффективностью, чем при использовании клеток кожи.
Напомним, что из колонии 10 тысяч фибробластов (соединительной ткани защитного покрова) можно выделить лишь одну индуцированную плюрипотентную клетку (и то на это надо потратить целый месяц). Она в свою очередь может стать любой "взрослой" клеткой человеческого организма. Все прочие вариации (источники) пока не превзошли данных результатов. На фоне других выделяются, пожалуй, только кератиноциты (), из крайней плоти младенцев (но этот источник стволовых клеток не подходит для взрослых).
Учёные из Стэнфорда собрали два литра жировой ткани, оставшейся после операций . В общей сложности донорами материала стали четыре человека в возрасте от 40 до 65 лет. Полученный жир особым образом обработали, чтобы убрать всё ненужное и оставить только стволовые клетки жировой ткани. На все операции ушло всего-то около двух дней (по сравнению с месяцем, который требуется для выращивания достаточно большой колонии клеток кожи).
Отметим, что жировая ткань была выбрана не случайно. "Эти клетки не так сильно дифференцированы, по этой причине их проще вернуть на раннюю стадию развития, — говорит один из участников работы Нин Сунь (). – Они больше похожи на эмбриональные клетки, чем фибробласты, перепрограммировать которые сложнее".
Сунь имеет в виду следующее: чтобы превратить взрослые клетки тела в iPS-клетки, необходимо увеличить в них экспрессию четырёх генов (обычно она находится на очень низком уровне). Эти "перепрограммированные" гены впервые описал Синя Яманака (). Сунь же обнаружил, что стволовые клетки жировой ткани уже обладают высокой экспрессией двух из четырёх нужных генов.
Перепрограммирование клеток заняло дополнительные две недели (подробнее о технологии читайте в авторов, опубликованной в журнале PNAS). В результате было получено 20 iPS-клеток из 10 тысяч жировых, то есть 0,2% всех клеток дали положительный результат.
Все новые стволовые клетки прошли стандартный тест на плюрипотентность и смогли дифференцироваться в три вида тканей: нервную, мышечную и эпителия кишечника.
"Мы укоротили процесс на 6-8 недель", — говорит другой исследователь Джозеф У (), который сейчас вместе со своими коллегами продумывает более безопасный процесс перепрограммирования без использования вирусов.
"Пока это наиболее эффективный процесс конвертации клеток взрослого организма в стволовые", — считает Рон Эванс (), физиолог из института Солка (), статья которого в скором времени так же появится в PNAS. Она и вовсе будет свидетельствовать о том, что в плюрипотентные можно перевести больше 1% клеток жировой ткани.
Приятно, что новый метод использует "ненужные" клетки. "В США от 30 до 40% граждан страдают ожирением", — поясняет У. А его коллега Майкл Лонгейкер () и вовсе называет подкожный жир "жидким золотом" для медицины, подразумевая, что от пары-тройки килограммов готов избавиться практически любой человек.
Эта работа хороша ещё и тем, что не использует клетки животных, а именно мышей, для выращивания колонии человеческих клеток (что, конечно же, может привести к нежелательным последствиям). Данный этап стандартной технологии используется для того, чтобы снабдить разрастающуюся массу белками. Однако неизвестно, не произойдёт ли при этом загрязнение продуктами животного происхождения. "Когда спустя много лет технологию попытаются воспроизвести в клиниках, это позволит избежать множества проблем", — говорит не участвовавший в нынешнем исследовании Фаршид Гуилак () из университета Дюка.
Во второй работе, проведённой специалистами из Массачусетского госпиталя (), в качестве источника iPS-клеток были выбраны меланоциты (), клетки кожи, производящие пигмент меланин. Исследователи обнаружили, что эффективность такого метода в пять раз выше по сравнению с фибробластами, а перепрограммирование можно осуществить всего за 10 дней.
В своей авторы пишут, что меланоциты позволяют перепрограммировать себя в iPS-клетки с помощью всего лишь трёх транскрипционных факторов, вместо четырёх у фибробластов.
Найдёт ли новая высокоэффективная технология широкое применение? Несмотря на все вышеописанные преимущества, некоторые биологи полагают, что нет. Всё потому, что существует обширные банки клеток кожи и костного мозга, а вот жировую ткань и родинки необходимо собирать отдельно. Из-за этого многие учёные, вероятно, будут по-прежнему полагаться на привычные базы материалов. Впрочем, эффективность и быстрота нового метода всё же могут взять верх над привычкой.
