Исходный тип клеток не влияет на дифференцировку iPS-клеток в кровь

Эффективность перепрограммирования клеток в клетки крови, как считалось, зависит от исходного типа клеток и метода перепрограммирования. Исследователи из CiRA показывают, что это предположение на самом деле является результатом эпигенетических эффектов, что позволяет предположить, что для производства крови подходит любой тип клеток-основателей и любой метод перепрограммирования.

Теоретически все клетки можно перепрограммировать, но есть свидетельства, что исходная клетка (клетка-основатель) влияет на тип клетки, в которую её можно превратить. Клетки-основатели обычно легко получить от донора, и они относятся к одному из четырёх типов: фибробласты, кератиноциты, клетки периферической и пуповинной крови, а также клетки пульпы зуба.

Ещё одним фактором, который может влиять на эффективность дифференцировки iPS-клеток, является метод их создания. Наиболее распространёнными, по словам доцента Ёсинори Ёсиды (CiRA), являются "ретровирус, эписомальные плазмиды и вирус Сендай".

Производство клинически пригодной крови остаётся главной целью науки о перепрограммировании. Некоторые учёные утверждали, что для получения гемопоэтических клеток лучшими клетками-основателями являются сами гемопоэтические клетки. Чтобы исследовать вклад клеток-основателей в дифференцировку в гемопоэтические клетки, лаборатория Ёсиды изучила беспрецедентное количество iPS-клеточных линий, созданных с использованием всех вышеупомянутых клеток-основателей и методов перепрограммирования.

Интересно, что группа обнаружила, что ни один из этих факторов не оказывает значительного эффекта. Вместо этого они показали, что экспрессия определённых генов и метилирование ДНК были лучшими индикаторами эффективности дифференцировки клеточной линии в гемопоэтическую линию.

"Мы обнаружили, что ген IFG2 отмечает начало перепрограммирования в гемопоэтические клетки", — сказал доктор Масатоси Нисидзава, гематолог из лаборатории Ёсиды и первый автор нового исследования. Исследователи показывают, что более высокая экспрессия гормона роста IFG2 (инсулиноподобного фактора роста 2) указывает на то, что iPS-клетки начинают превращение в гемопоэтические клетки. Хотя сам IFG2 напрямую не связан с гематопоэзом, его активация соответствовала увеличению экспрессии генов, которые с ним связаны.

Хотя IFG2 отмечал начало дифференцировки в гемопоэтическую линию, завершение дифференцировки было отмечено профилями метилирования ДНК iPS-клеток. "Метилирование ДНК влияет на то, останется ли клетка плюрипотентной или будет дифференцироваться", — пояснил доцент Ёсида. Завершение дифференцировки коррелировало с меньшим аномальным метилированием в процессе перепрограммирования. Клетки крови-основатели показали гораздо меньшую склонность к аномальному метилированию, чем другие клетки-основатели, что может объяснять, почему в прошлом учёные приписывали клеткам-основателям эффективность дифференцировки iPS-клеток в гемопоэтическую линию.

Эти результаты раскрывают молекулярные факторы, которые можно использовать для оценки потенциала дифференцировки различных клеточных линий, что должно ускорить прогресс в клиническом применении iPS-клеток. Нисидзава ожидает, что эта работа станет основой для оценки клеточных линий для получения других типов клеток. "Я думаю, у каждого типа клеток будут свои особые паттерны", — сказал он.