20 сентября 2013. Ученые из Института Вейцмана упорядочили кропотливый процесс "превращения" взрослых клеток человеческого тела в эмбриональные стволовые клетки. Результаты исследования были опубликованы в престижном научном издании Nature.
Эмбриональные стволовые клетки обладают потенциалом для лечения многих заболеваний и медицинских проблем. Вот почему открытие, доказавшее, что эмбриональные стволовые клетки, могут быть созданы из клеток кожи (плюрипотентных клеток) было награждено Нобелевской премией в 2012 году.
Но процесс "превращения" оставался удручающе медленным и неэффективным, и в результате стволовые клетки до сих пор еще не были готовы для медицинских целей.
Новое исследование, проведенное в Реховоте, в лаборатории доктора Якуба Хана, в корне меняет ситуацию. Доктор Хана и его коллеги обнаружили "тормоза" сдерживающие производство стволовых клеток и доказали, что "отпуская" этот тормоз возможно синхронизировать процесс и повысить его эффективность с менее чем 1%, что наблюдается на сегодняшний день, до 100%.
Израильские исследователи заявляют, что результаты их работы могут помочь облегчить производство стволовых клеток для медицинских целей, а также сделать новые шаги в понимании таинственного процесса, в ходе которого, взрослые клетки могут вернуться в исходное, зачаточное состояние.
Эмбриональные стволовые клетки не имеют своей "специализации" и могут "превратиться" в любой тип клеток в организме. Это то, что делает их столь ценными. Они могут быть использованы, помимо прочего, для восстановления поврежденных тканей, лечения аутоиммунных заболеваний и даже выращивания органов для трансплантации.
Однако использование стволовых клеток, взятых у эмбрионов, затруднено из-за нехватки больших запасов и из-за этических соображений. Надежды на их использование возродились в 2006 году, когда ученые из Университета Киото обнаружили, что можно "перепрограммировать" клетки взрослых, превращая их в эмбриональные стволовые клетки.
Полученные клетки, называемые "индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками" (ИПСК), создаются посредством "установки" четырех генов в их ДНК. Несмотря на этот прорыв, процесс перепрограммирования происходит очень тяжело: он может занять до месяца, согласованных сроков не существует и менее 1% обработанных клеток в конечном итоге становится стволовыми клетками.
Доктор Хана и его команда задались вопросом: каково основное препятствие для успешного перепрограммирования большинства клеток?
Группа израильских исследователей сфокусировала внимание на белке MBD3, функция которого была неизвестна. MBD3 привлек внимание ученых, поскольку – что весьма необычно - он находился в каждой клетке тела, на каждом этапе развития, в то время как большинство белков производятся в специфических клетках, в определенные моменты времени, для выполнения конкретных функций.
Ученые обнаружили, что есть одно исключение из правила универсальной экспрессии белка MBD3 - в первые три дня после зачатия. Это как раз те три дня, в течение которых оплодотворенная яйцеклетка начинает делиться, и зарождающейся эмбрион растет, представляя собой "мяч" из плюрипотентных стволовых клеток, которые в конечном итоге "перерождаются" во все типы клеток в организме.
С четвертого дня от зачатия, начинается дифференцировка, и клетки начинают терять свой плюрипотентный статус. И только тогда в них появляются белки MBD3.
Израильские исследователи доказали, что удаление MBD3 из взрослой клетки может повысить эффективность ее "превращения" в стволовую, и ускорить процесс на несколько порядков. Время, необходимое для получения стволовых клеток было сокращено с четырех недель до восьми дней.
Причем, ученые отслеживали "перепрограммирование" клеток шаг за шагом, что дает возможность в скорм времени раскрыть механизм "превращения" полностью. Достижение данных целей поможет в более скором времени начать использовать стволовые клетки для лечения различных заболеваний.
