Секреты стволовых клеток позволили исследователям усовершенствовать репрограммирование

Исследователи из программы по эпигенетике Института Бабрахама узнали больше о репрограммировании в наивные стволовые клетки благодаря полногеномному функциональному скринингу. Их работа, опубликованная в Science Advances, описывает ключевые регуляторы репрограммирования и открывает возможности для более эффективного и быстрого получения человеческих наивных плюрипотентных стволовых клеток (ПСК).

Человеческие ПСК — полезный инструмент для изучения специализации клеток. Они бывают двух типов: праймированные и наивные. Оба типа могут самообновляться и дифференцироваться, но имеют разные функции и молекулярные характеристики.

«Наивные ПСК человека повторяют ключевые характеристики клеток эмбриона на преимплантационной стадии. При самоорганизации в особых условиях они образуют структуры, напоминающие раннюю бластоцисту», — объяснил руководитель группы Питер Рагг-Ганн.

ПСК получают из эмбрионов или репрограммированием из специализированных клеток. Большинство экспериментов генерируют праймированные ПСК, которые более развиты, чем наивные. Существующие методы репрограммирования в наивное состояние были неэффективны и медленны.

«Очень мало было известно о том, какие генетические и эпигенетические факторы требуются для репрограммирования в наивные клетки», — отметил аспирант и ведущий исследователь Адам Бендалл.

Низкая эффективность указывала на наличие барьеров. Учёные провели масштабный генетический скрининг и выявили множество генов, критически важных для репрограммирования, ранее не связанных с этим процессом.

Команда сосредоточилась на эпигенетическом комплексе PRC1.3, регулирующем экспрессию генов. Они обнаружили, что он необходим для формирования наивных ПСК. Без него клетки становятся другим типом клеток. Это говорит, что активность PRC1.3 может повысить эффективность репрограммирования.

Исследователи также изучили факторы, препятствующие репрограммированию, например, эпигенетический белок HDAC2. «Когда мы ингибировали один из таких факторов с помощью селективных химических веществ, репрограммирование происходило эффективнее и быстрее», — пояснила первый автор статьи доктор Аманда Коллиер.

Эта работа не только улучшает способность учёных получать наивные ПСК человека, но и детализирует молекулярные события при смене клеточного состояния, некоторые из которых консервативны в регуляции развития эмбрионов человека.

Лаборатория Рагг-Ганна собирает пазл понимания формирования и контроля наивных стволовых клеток. «Улучшая наши инструменты работы с ПСК, мы можем больше времени уделять важным вопросам о преимплантационном эмбрионе. В долгосрочной перспективе это может открыть возможности для использования этих клеток в персонализированных моделях болезней или клеточной терапии», — заключил Питер Рагг-Ганн.