Перепрограммирование человеческих клеток без вставки генов

Исследовательская группа из Вустерского политехнического института (WPI) и компании CellThera открыла новый способ активации генов стволовых клеток в человеческих фибробластах (клетках кожи) без рисков, связанных с вставкой дополнительных генов или использованием вирусов. Это открывает новый путь для перепрограммирования клеток, что в перспективе может привести к лечению ряда заболеваний и травм за счёт стимуляции собственных клеток пациента к восстановлению повреждённых тканей.

Результаты опубликованы 21 июля 2009 года в журнале Cloning and Stem Cells в статье "Induction of Stem Cell Gene Expression in Adult Human Fibroblasts without Transgenes".

Новый подход к репрограммированию

Ранние методы создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток), например, метод команды Синъи Яманаки (2007 г.), требовали вставки дополнительных копий генов (таких как OCT4, SOX2) в клетки кожи, что несёт потенциальные риски для терапии.

В данном исследовании учёные активировали уже существующие, но "спящие" гены стволовых клеток OCT4, SOX2 и NANOG в фибробластах, изменив условия их культивирования:

  • Снизили уровень атмосферного кислорода, которому подвергались клетки.
  • Добавили в питательную среду белок фибробластный фактор роста 2 (FGF2), который важен для поддержания плюрипотентности эмбриональных стволовых клеток.

Ключевые открытия

  1. После активации генов производимые ими белки мигрировали в ядро клеток кожи — это критический первый шаг в процессе перепрограммирования.
  2. Оказалось, что гены OCT4, SOX2 и NANOG в необработанных клетках кожи не были полностью неактивны. Они отправляли молекулярные "сообщения" (матричные РНК), но эти сообщения не транслировались в рабочие белки. Это указывает на существование естественного механизма регуляции экспрессии генов стволовых клеток, который требует дальнейшего изучения.

Это открытие заставляет пересмотреть истинные маркеры плюрипотентности и открывает новое направление для исследований в области регенеративной медицины.