Некоторые методы получения стволовых клеток ближе к «золотому стандарту», чем другие
Исследователи из Института Солка в сотрудничестве с Орегонским университетом здоровья и науки и Калифорнийским университетом в Сан-Диего впервые показали, что стволовые клетки, созданные двумя разными методами, далеко не идентичны. Это открытие может улучшить пути разработки клеточных терапий и понимание базовой биологии стволовых клеток.
Учёные обнаружили, что клетки, созданные путём переноса генетического материала из клетки кожи в пустую яйцеклетку (соматический перенос ядра), больше напоминают человеческие эмбриональные стволовые клетки (hESCs), считающиеся «золотым стандартом», чем индуцированные плюрипотентные стволовые (iPS) клетки, полученные путём искусственного включения небольшого набора генов в взрослых клетках.
«Эти клетки, созданные с использованием цитоплазмы яйцеклеток, имеют меньше проблем с репрограммированием, меньше изменений в уровнях экспрессии генов и ближе к настоящим эмбриональным стволовым клеткам», — говорит соавтор Джозеф Р. Экер.
Сравнение методов
- hESCs: Получаются непосредственно из неиспользованных эмбрионов ЭКО, но их использование ограничено этическими и регуляторными (в США — федеральным финансированием) барьерами.
- iPS-клетки: Создаются путём добавления смеси генов во взрослые клетки (например, кожи), что возвращает их в плюрипотентное состояние.
- Клетки переноса ядра: Техника, аналогичная клонированию (как овца Долли), когда ядро клетки кожи пересаживается в лишённую ядра человеческую яйцеклетку, которая затем развивается в группу стволовых клеток.
Результаты исследования
Учёные сравнили четыре линии клеток переноса ядра, семь линий iPS-клеток и две линии hESCs. Все линии могли развиваться в разные типы клеток и имели почти идентичную ДНК. Однако были обнаружены ключевые различия:
- Паттерны метилирования ДНК (химические метки, контролирующие экспрессию генов) в клетках переноса ядра больше напоминали таковые в hESCs, чем в iPS-клетках.
- Паттерны экспрессии генов (уровни РНК) в клетках переноса ядра также были ближе к эмбриональным клеткам.
«И данные по метилированию ДНК, и данные по экспрессии генов показывают, что перенос ядра лучше стирает "подпись" исходной клетки кожи», — отмечает соавтор Луиза Лоран.
Значение и перспективы
Исследователи не ожидают массового перехода на метод переноса ядра из-за ограничений в финансировании. Однако это сравнение указывает на пути улучшения протоколов получения iPS-клеток.
«Материал в яйцеклетке справляется с этой задачей лучше, чем просто эти четыре гена [используемые для создания iPS]», — говорит Экер.
Если удастся определить, какой именно компонент яйцеклетки обеспечивает эффективное репрограммирование, эти знания можно будет использовать для усовершенствования iPS-методов и клеточной терапии.
«На данном этапе стволовые клетки, полученные переносом ядра, сочетают ключевые преимущества как hESCs, так и iPS-клеток и, как таковые, идеальны для клинического применения в регенеративной терапии», — добавляет разработчик метода Шухрат Миталипов.
Исследование опубликовано в журнале Nature.