Изобретен новый способ получения стволовых клеток из жировой ткани
Мини-кольца ДНК являются ключом к новому способу превращения стволовых клеток жировой ткани в стволовые клетки
Мини-кольца ДНК являются ключом к новому способу превращения стволовых клеток жировой ткани в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.
Стволовые клетки представляют собой недифференцированные клетки, способные к самообновлению и неограниченному делению. Для лечения заболеваний используются так называемые плюрипотентные стволовые клетки, которые способны дифференцироваться во все типы тканей человеческого тела. Их огромное значение для практической медицины заключается к возможности восстановления любых поврежденных органов.
Одним из основных недостатков использования стволовых клеток в терапии является их чрезвычайно малое количество во взрослом организме. Однако недавно было обнаружено, что уже дифференцированные клетки можно перепрограммировать путем внесения в них генов и молекулярных факторов, характерных для стволовых клеток на ранних стадиях развития. Полученные таким образом клетки получили название индуцированных стволовых клеток (iPSC) и обладают теми же свойствами. Как правило, для перепрограммирования стволовых клеток используются вирусные вектора (переносчики), в которые встраивается необходимая генетическая информация.
Ученые из медицинской школы Университета Стэнфорда считают, что разработанный ими метод не только безопаснее, но и проще стандартных способов, основанных на внедрении генов при помощи вирусных векторов, пишет EurekAlert http://www.eurekalert.org/ .
Специалисты использовали так называемые мини-кольца ДНК, в два раза меньшие по размеру, чем те, которые обычно используются для перепрограммирования. Эксперименты были направлены на получение iPSC из адипоцитов – клеток жировой ткани.
"Представьте себе: мы проводим биопсию жировой ткани человека с заболеванием сердца, затем перепрограммируем клетки, стимулируя в них плюрипотентность, а после этого дифференцируем в клетки сердечной мышцы. Это гораздо проще и безопаснее, чем извлекать образцы клеток из сердца пациента. Около трех лет назад Марк Кей (третий соавтор работы) выступил с докладом, после которого я задал ему вопрос: что если использовать мини-кольца для генной терапии сердца? И тогда вдруг стало ясно, что мы должны также попробовать осуществить с их помощью невирусное перепрограммирование взрослых клеток в iPSC", – пояснил ведущий автор исследования, врач-кардиолог Джозеф Ву.
Эффективность перепрограммирования при помощи мини-кольцевого вектора связана с тем, что вектор включает в себя все четыре гена, необходимых для перепрограммирования клеток (и плюс к этому – ген зеленого флуоресцентного белка, который позволяет отслеживать клетки, содержащие мини-кольца). Более крупные и часто используемые фрагменты ДНК – плазмиды – содержат еще и бактериальные нуклеиновые кислоты, что повышает вероятность того, что защитные системы реципиента воспримут вектор как инородное тело и не позволят проникнуть в клетку.
В результате эксперимента выяснилось, что при использовании мини-колец экспрессия зеленого флуоресцентного белка наблюдалась в 10,8% всех клеток, в то время как эффективность при использовании традиционных плазмид составляет всего 2,7%. При этом полученные клетки демонстрировали все признаки iPSC: они экспрессировали гены эмбриональных стволовых клеток, показывали соответствующие параметры метилирования ДНК, дифференцировались в различные типы клеток и вызывали образование тератом при введение под кожу лабораторных мышей. Ученые также подтвердили безопасность методики, удостоверившись в том, что мини-кольца не интегрировались в ДНК стволовых клеток.
В целом, исследователи смогли получить 22 новых клеточных линии iPSC из жировых клеток и фибробластов человека. Хотя в целом эффективность перепрограммирования с помощью микро-колец ниже, чем при использовании вирусных векторов (примерно 0,005% против 0,01-0,05%), она превосходит результаты использования традиционных бактериальных плазмид. Кроме того, получение стволовых клеток настолько распространено, что незначительное снижение эффективности должно быть легко преодолено.
Как сообщали ЮГА.ру, недавно международная группа ученых из Китая и Австрии обнаружила, что аскорбиновая кислота также значительно ускоряет процедуру получения iPSC из тканей взрослого организма.