Aмeрикaнским учeным удaлoсь пoлучить клeтки сoсудoв и крoви
из фибрoблaстoв кoжи, нe прeврaщaя иx в индуцирoвaнныe плюрипoтeнтныe ствoлoвыe
клeтки и упрaвляя прoцeссoм с пoмoщью eдинствeннoгo фактора транскрипции. Полученные
клетки успешно применили для восстановления сердечной мышцы мышей после инфаркта.
Результаты работы опубликованы
в журнале Circulation.
Для
получения различных типов клеток чаще всего используют индуцированные
плюрипотентные стволовые клетки (iPSC). Аналогично эмбриональным стволовым клеткам они могут
дифференцироваться практически в любые клетки организма. Получают iPSC из зрелых клеток (чаще
всего фибробластов), повышая в них экспрессию факторов транскрипции OCT-4, KLF4, SOX2 и c-MYC, известных как
факторы Яманаки (по имени нобелевского лауреата, открывшего их роль в
плюрипотентности и разработавшего технологию производства iPSC). Подобный путь получения клеток универсален,
но занимает много времени и не отличается большой продуктивностью.
Чтобы упростить и
ускорить процесс получения клеток эндотелия (внутренней оболочки) сосудов и
кроветворных клеток, сотрудники Университетов Чикаго и Индианы индуцировали в
человеческих фибробластах экспрессию факторов Яманаки, однако не доводили
процесс их де-дифференцировки до стадии плюрипотентности, остановившись на
этапе промежуточных прогениторных клеток. Такие клетки (CD34+) могут развиваться в кроветворные, эндотелиальные и
некоторые другие клетки.
После этого ученые
направили дифференцировку прогениторных клеток по эндотелиальному и
кроветворному пути, используя соответствующие факторы роста, и наблюдали за
экспрессией генов при формировании эндотелия (клеток CD31+). Выяснилось, что оно связано с
повышением уровня фактора транскрипции SOX17, который играет ключевую
роль в эмбриональном развитии сердечно-сосудистой и кроветворной систем.
Чтобы
убедиться в физиологической полноценности полученных эндотелиальных клеток,
ученые поместили их в гель и имплантировали мышам с подавленным для
профилактики реакции отторжения иммунитетом. Клетки сформировали в организме
животных полноценные сосуды.
После
этого аналогичный гель с клетками поместили в место дефекта сердечной мышцы
мышей, перенесших инфаркт миокарда. Человеческие эндотелиальные клетки не
только сформировали новые сосуды, включившиеся в кровообращение, но и имплантировались
в мышиные сосуды, укрепив их. Это значительно улучшило кровоснабжение сердца и
его функции.
Кроме
того, исследователи выявили интересную особенность полученных прогениторных
клеток: в них был значительно повышен уровень теломеразы — фермента, продлевающего
жизнь клетки. При дифференцировке в эндотелий это предохраняло новые сосуды от
преждевременного старения.
Поскольку
чрезмерная активация теломеразы происходит в раковых клетках, ученые провели
мониторинг возможного злокачественного перерождения (формирования тератом) в
имплантированных мышам тканях. Никаких признаков этого процесса не наблюдалось,
однако до начала клинических испытаний безопасность методики необходимо перепроверить
в течение длительного времени на крупных животных, отметил
руководитель работы Джализ Рехман (Jalees Rehman).
Недавно
ученые из США и Испании показали,
что временное «включение» факторов Яманаки в организме мыши способно обратить
признаки как преждевременного, так и физиологического старения и продлить жизнь
животных.
Олег Лищук
N+1
