Цивилизация
Эмбриональные стволовые клетки, способные дать начало любому из сотен типов клеток, составляющих взрослый организм, привлекают пристальное внимание специалистов в области трансплантологии и регенеративной медицины. С помощью этих клеток можно было бы лечить такие тяжелые недуги, как диабет, болезни Альцгеймера и Паркинсона. Но эмбриональные cтволовые клетки существуют лишь в первые несколько дней эмбрионального развития, во взрослом организме их нет, а о том, чтобы поставить на поток производство эмбрионов, и речи быть не может. До настоящего времени клетки с подобными свойствами получали в лаборатории, в условиях клеточной культуры.
Специалисты Испанского национального центра исследования рака под руководством Мануэля Серрано
впервые перепрограммировали зрелые клетки прямо в организме взрослой мыши,
и они приобрели уникальные свойства, присущие только стволовым клеткам в первые часы развития эмбриона. На питательных средах клетки с такими характеристиками получить не удавалось.
В 2006 году японский ученый Синъя Яманака , работая с клеточной культурой мыши, перепрограммировал зрелые клетки таким образом, что они утратили дифференцировку и смогли при определенном воздействии превращаться в клетки разных тканей. Ученый установил, что для перепрограммирования необходимы продукты четырех генов — Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc. Полученные клетки назвали индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (иПСК) . Исследования Яманаки, за которые он получил в 2012 году Нобелевскую премию по медицине, открыли новые горизонты регенеративной медицины.
Испанские исследователи работали не с культурой клеток, а с живыми мышами. Они получили трансгенных животных с последовательностями всех четырех генов, участвующих в репрограммировании клеток. Гены находились в нерабочем состоянии и активизировались в ответ на препарат доксициклин, который добавляли взрослым мышам в питьевую воду. У «активированных» таким образом мышей образуются тератомы — это особый род опухолей, которые возникают из неправильно развивающихся эмбриональных клеток. Большинство тератом представляют собой «смесь» разных тканей: соединительной, эпителиальной, мышечной, нервной и других. У «активированных» мышей тератомы обнаружили практически во всех тканях и органах: почках, печени и поджелудочной железе, в кишечнике, желудке, жировой ткани и внутри черепа, на серозных оболочках брюшной и грудной полостей. В составе опухолей есть даже клетки трофобласта – структуры, не входящей в состав эмбриона, но необходимой для его питания.
Образование тератом на сформировавшихся органах свидетельствует о том, что клетки этих органов утратили дифференцировку и изменили программу развития прямо в живых мышах. Потерявшие специализацию клетки циркулируют в кровяном русле и синтезируют белки, свойственные эмбриональным стволовым клеткам на ранней стадии развития эмбриона.
Плюрипотентные клетки из «активированных» мышей можно выделить и культивировать на питательных средах. Если ввести их под кожу обычным мышам, в их брюшной и грудной полостях образуются эмбрионоподобные структуры, которые содержат все три зародышевых листка и клетки трофобласта.
«Клетки Яманаки» — иПСК — тоже вызывают образование тератом, если ввести их под кожу мышей. Но такие тератомы содержат только эмбриональные ткани и никогда — трофобласт. Поэтому испанские исследователи говорят о том, что
возможности плюрипотентных клеток, полученных ими в живых мышах, больше, чем потенциал иПСК, выращенных в культуре.
Перепрограммированные клетки, возникшие в живых мышах, обладают характеристиками эмбриональных клеток на стадии 72 часов развития человеческого эмбриона, когда он состоит всего из 16 клеток. На питательных средах клетки с такими возможностями получать еще не научились.
Итак, специалисты Испанского национального центра исследования рака показали, что и во взрослом организме можно получить эмбриональные стволовые клетки с недоступным доселе потенциалом.
Возможности этих клеток еще предстоит изучать. Кроме того, исследователям предстоит разрабатывать методы, которые позволили бы перепрограммировать клетки в определенном месте и в нужном направлении. И, разумеется, надо доказать, что феномен, описанный у мышей, существует и у человека. Ученые подчеркивают, что до практического использования их открытия в медицине еще очень далеко.