Быстрая очистка эмбриональных стволовых клеток человека

Исследователи UCSF впервые успешно и очень быстро очистили один тип эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) от смеси многих других типов ЭСК в культуре. Этот метод, не требующий генетической модификации клеток для их идентификации, является ключевым достижением для получения нужных клеток для восстановления конкретных повреждённых тканей.

Новая стратегия впервые объединила две существующие технологии: возможность идентифицировать специфические типы ЭСК в культуре и эффективно сортировать их с очень высокой скоростью («высокопроизводительная» обработка).

Проблема и решение

Терапия стволовыми клетками требует чистого и обильного запаса клеток, способных формировать нужную ткань и свободных от других типов клеток, включая те, что могут образовывать тератомы (опухоли). Ранее для очистки использовали вирусы для вставки ДНК в гены клеток, что рисковало изменить их естественный состав.

Учёные UCSF применили другую стратегию. Они идентифицировали клетки, способные образовывать тератомы, по наличию активного гена Oct4, который необходим всем ЭСК, но не активен в клетках, уже начавших специализацию.

Как работает метод

  1. В культуру вводятся два фрагмента ДНК («молекулярные маяки»), комплементарные матричной РНК (mRNA) гена Oct4.
  2. К концам фрагментов прикреплены флуоресцентные белки.
  3. Фрагменты светятся только когда оба связываются с mRNA Oct4 в клетке (используется FRET — флуоресцентный резонансный перенос энергии).
  4. Таким образом, светятся только клетки с активным Oct4 (потенциально образующие тератомы).
  5. Клеточный сортер с высокой скоростью (~25 000 клеток в секунду) отделяет меченые клетки от немеченых (желаемых стволовых клеток, уже начавших специализацию).

Значение и перспективы

Метод позволяет:

  • Быстро очищать целевые стволовые клетки.
  • Удалять клетки, образующие тератомы.
  • Делать это с высокой производительностью, без генетической модификации клеток.

Исследователи ожидают, что этот подход можно адаптировать для выделения и очистки многих различных типов дифференцирующихся клеток (нейронов, клеток сердца и др.), создавая большой резерв клеток для будущей терапии.

Исследование поддержано CIRM (Калифорнийским институтом регенеративной медицины). Результаты опубликованы онлайн в журнале Stem Cells and Development.