Цивилизация
В биологии развития есть определенное очарование — представьте, что всего за несколько месяцев одна-единственная «универсальная» клетка превращается в несколько сотен триллионов специализированных и уникальных потомков. Цена за вновь обретенные способности — качать кровь, фильтровать мочу или фокусировать свет — по большому счету не столь уж и велика: приобретая узкую функцию, почти все клетки взрослого организма теряют способность делиться.
Безусловно, из крови или костного мозга можно выделить отлично размножающиеся стволовые клетки, но толку от них в восстановлении той же сетчатки глаза или пострадавшего спинного мозга, будет не так уж и много — уже на первых неделях эмбрионального развития они определились со своим будущим, «отказавшись» от возможности превращаться в клетки других тканей.
Альтернатива — индуцированные плюрипотентные (от латинского pluralis — множественный и potentia — сила, мощь, возможность) стволовые клетки (ИПСК или iPCs), которые при помощи небольшой генетической модификации можно легко получить практически из любой клетки тела, даже кусочка кожи. А уже потом превратить в клетки пострадавшего органа, будь то нейроны, фоторецепторы сетчатки, красные кровяные тельцы или мышечные клетки сердца.
До недавнего времени считалось, что сам процесс индукции обнуляет способность к развитию, стирая все приобретенные за жизнь «надгенетические» модификации.
К сожалению тех, кто рассчитывал на скорое появление подобных технологий в клинической практике, это не совсем так: определенная клеточная память все-таки остается. Так, ИПСК, полученные из кожи, легче превратить в клетки кожи, чем в клетки крови, и наоборот. Это связано с уже упомянутыми эпигенетическими изменениями, приобретаемыми в течение всей жизни.<2>
Несмотря на то что они не сказываются непосредственно на последовательности нуклеотидов в геноме, эти надстройки могут играть немалую роль в судьбе клетки, даже предрасполагая её к перерождению в опухолевую.
Как оказалось, на этом список недостатков ИПСК не ограничивается.
Почти все из протестированных авторами двух статей в Nature линии ИПСК несли существенные генетические изменения.
В первую очередь, это число копий генов и участков хромосом, увеличивающееся в процессе перехода к плюрипотентности. А удлиненные хромосомы чреваты не только нарушением функции, скажем нарушениями обмена веществ или роста, но и серьезным риском развития онкологических заболеваний. Но это, по крайней мере, неизмененные участки — явление хоть и нежелательное, но всё же встречающееся и в обычных клетках.
Вторая находка намного серьезнее — обилие мутаций, отсутствие которых позиционировалось как залог успешного применения ИПСК в клинике.
Обнаруженные недостатки не ставят крест на проводимых исследованиях, а скорее говорят о том, что все ИПСК «равны, но некоторые равнее других». И перед очередной трансплантацией не лишним будет провести генетическое тестирование, которое усложнит и без того непростую процедуру.