Исследователи создали первые стволовые клетки с использованием активации генома методом CRISPR

18 января 2018

Прим. Лахта Клиники. – Мы уже писали и о стволовых клетках, и о генно-инженерном методе CRISPR (в переводе эта аббревиатура расшифровывается как «регулярно сгруппированные короткие палиндромные повторы»). За разработками и исследованиями в данной области пристально следит весь медицинский мир, поскольку на сегодняшний день использование стволовых клеток является наиболее близкой революционной перспективой в сфере аутотрансплантации и регенерации, т.е. замещения утраченных или несостоятельных органов искусственно выращенными, но при этом собственными, с генетической точки зрения, органами пациента. Вероятность отторжения таких аутотрансплантатов на порядки ниже, чем при использовании даже самого совместимого донорского биоматериала, что устраняет необходимость в сложной иммуносупрессивной терапевтической поддержке. Каждая новая публикация, каждый содержательный результат, каждое сообщение могут оказаться такими, что в конечном счете приведут к очередному качественному перевороту в медицине. Поэтому продолжаем отслеживать важнейшие новости из мира стволовых клеток.

NB. Гладстоуновские институты представляют собой авторитетную научно-исследовательскую организацию, независимую и некоммерческую, которая специализируется в области биомедицины.

Впервые в истории науки исследователи из Гладстоуновских институтов превратили клетки мышиной кожи в стволовые клетки, активировав особый ген посредством технологии CRISPR. Инновационный подход обещает стать кратчайшим путем для выращивания клеток различных специализированных типов и обеспечить важные прорывы в клеточном репрограммировании.

«Новый способ создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток фундаментально отличается от способов, которые применялись до сих пор, – говорит ведущий автор и руководитель исследования, доктор философии Шенг Динг. – В начале исследования мы особо не надеялись, что это сработает, но хотели хотя бы попытаться ответить на вопрос о том, можно ли перепрограммировать клетку путем разблокирования определенного участка генома. И мы получили утвердительный ответ».

Плюрипотентные стволовые клетки могут быть трансформированы практически в любой тип клеток, встречающийся в организме. Они рассматриваются как ключевой терапевтический ресурс в отношении неизлечимых, на сегодняшний день, заболеваний, таких как хроническая сердечная недостаточность, болезнь Паркинсона, слепота и т.д. Кроме того, стволовые клетки являются превосходной моделью для изучения этиопатогенеза различных заболеваний, а также важным инструментом в испытаниях новых лекарственных препаратов.

В 2006 году ведущий научный сотрудник Гладстоуновских институтов, доктор медицины Синъя Яманака открыл способ получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, или iPS-клеток (за что был удостоен Нобелевской премии в 2012 году. – прим. Лахта Клиники), – воздействуя на обычные клетки кожи четырьмя ключевыми протеинами. Эти протеины, названные транскрипционными факторами, выключают в клетке те гены, что ассоциированы с кожным типом клеток, и включают гены, ассоциированные со стволовыми клетками.

Базируясь на этих разработках, Ш.Динг с соавт. ранее создали iPS-клетки без транскрипционных факторов, – подобрав специальный биохимический «коктейль» и вводя его в клетки. Нынешнее исследование, результаты которого опубликованы в журнале «Cell Stem Cell», предлагает уже третий способ превращения стволовых клеток – прямую трансформацию клеточного генома посредством генно-инженерной техники CRISPR.

«Когда специалисты столкнутся с трудностями или проблемами при использовании одного подхода, будет очень полезно иметь возможность выбора из нескольких методов, – замечает Ш.Динг, который является также профессором фармацевтической химии в Калифорнийском университете (Сан-Франциско). – Наш подход может использоваться как наиболее простой метод создания iPS-клеток или прямого репрограммирования клеток кожи в клетки других типов, например, сердечные или мозговые».

Объектом работы исследовательской группы Ш.Динга были два гена, присутствующие только в стволовых клетках и известные как гены, которые отвечают за плюрипотентность: Sox2 и Oct4. Подобно транскрипционным факторам, эти гены включают прочие клеточно-стволовые гены и выключают те, которые отвечают за специализацию клеток. Фактически, воздействие на единичный участок генома является способом запуска естественной цепной реакции по репрограммированию клеток и превращения их в iPS-клетки. Для сравнения, мишенями одного транскрипционного фактора обычно становятся тысячи локаций клеточного генома, в каждой из которых меняется экспрессия генов.

«Тот факт, что модуляция одного участка оказалась достаточной, был для нас большим сюрпризом, – признается доктор Динг, – и теперь мы хотим понять, каким образом этот целостный процесс распространяется из единичной локации на весь геном».

По материалам сайта Science Daily