Ученые создали нейроны напрямую из клеток кожи человека, минуя стволовые клетки

Исследователи разработали метод получения функциональных нейронов напрямую из клеток кожи человека, включая клетки пациентов с болезнью Альцгеймера. Новый подход может стать критически важным коротким путем для генерации нейронов для будущих клеточных терапий. Исследование опубликовано в выпуске журнала Cell от 5 августа.

Проблемы предыдущих методов

Ранее для создания нейронов из клеток кожи взрослые клетки сначала приходилось возвращать в эмбриональное стволовое состояние (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, iPS). Этот процесс неэффективен (менее 1% клеток успешно перепрограммируется) и занимает месяцы.

Как отметил старший автор исследования Аса Абелиович из Колумбийского университета, iPS-клетки — это длительный окольный путь. Кроме проблем с эффективностью, существует растущая обеспокоенность стабильностью iPS-клеток и их онкологическим риском. Также процесс их получения может «стереть или подавить» естественную биологию клеток, ограничивая их использование для моделирования болезней.

Новый эффективный метод

Команда Абелиовича, методом проб и ошибок, определила коктейль транскрипционных факторов, способный превращать клетки кожи человека в нейроны. После оптимизации протокола конверсии подвергается около 50% клеток.

«Это огромный скачок по сравнению с процессом на основе iPS», — заявил Абелиович.

Свойства полученных нейронов

• В чашке Петри: нейроны, полученные из здоровых клеток кожи, могут генерировать и принимать сигналы.
• В мозге мышей: перепрограммированные клетки успешно интегрировались в существующую нейронную сеть. «Они действительно являются нейронами», — подтвердил Абелиович.

Моделирование болезни Альцгеймера

Метод также позволил создать нейроны из клеток кожи пациентов с редкой семейной формой болезни Альцгеймера (БА). Эти нейроны выглядели нормально, но при детальном изучении выявились аномалии:

• Нарушение процессинга белка-предшественника амилоида (APP) — источника амилоидных бляшек.
• Общие различия в транспорте белков внутри клетки.

Значение для науки и медицины

Абелиович подчеркивает, что для понимания БА необходимо изучать живые человеческие нейроны, а не модели на опухолевых клетках, клетках кожи или мышах.

Полученные нейроны открывают возможности для тестирования лекарств. При обработке нейронов одним из существующих препаратов-кандидатов, снижающих выработку бета-амилоида, проблема внутриклеточного транспорта белков усугубилась, что указывает на потенциальные риски такого лечения.

В дальнейшем группа планирует изучить нейроны, полученные от пациентов с более распространенной спорадической формой БА, на которую приходится 99% случаев. «Никто точно не знает, похожа ли она на простые генетические формы. Это не гарантирует, что мы найдем ответы, но, по крайней мере, теперь мы можем задавать этот вопрос», — заключил ученый.