Созданы стволовые клетки от пациентов с шизофренией

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса создали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки) из клеток кожи взрослых братьев и сестер с шизофренией, имеющих генетическую мутацию, связанную с серьезными психическими заболеваниями. Для этого использовали новую усовершенствованную «чистую» методику.

В статье, опубликованной 22 февраля в Molecular Psychiatry, команда подтвердила создание двух новых линий iPS-клеток с мутациями в гене DISC1 (Disrupted In Schizophrenia 1). Клетки получили с помощью невирусного «эписомального вектора», который запускает механизм перепрограммирования клеток, не внося изменений в их исходный генетический материал чужеродной ДНК вируса.

Ученые утверждают, что стволовые клетки этих двух новых линий можно направить на превращение в клетки мозга, такие как нейроны. Поскольку они несут мутацию DISC1, они могут сыграть важную роль в скрининге лекарств для лечения серьезных психических заболеваний, таких как шизофрения, биполярное расстройство и большая депрессия, а также дать ключи к пониманию причин этих болезней.

«Природа предоставила лишь несколько маленьких зацепок, а теперь мы создаем свои собственные, чтобы быстрее взобраться на скалу психических заболеваний», — говорит Рассел Л. Марголис, директор Программы по шизофрении Джонса Хопкинса.

Преимущество сохранения исходного генома перепрограммируемых клеток перевешивает тот факт, что подход с эписомальным вектором требует много времени и труда, отмечает Го-ли Мин. Эффективность новой техники очень низка — около 0,0006% или меньше, по сравнению с примерно 0,001% для вирусного метода.

Однако эписомальный метод решает сложные проблемы, связанные с более эффективным вирусным подходом, который предполагает вставку чужеродных генов в геном клетки, что может нарушить работу других генов и повлиять на поведение клетки.

Образцы кожи для исследования были взяты у американской семьи, в которой 25 лет назад впервые сообщили о множестве членов, страдающих шизофренией. Генетический анализ, проведенный Марголисом и коллегами шесть лет назад, показал, что мутация в гене DISC1 была общей для всех членов семьи с тяжелым психическим заболеванием.

Сначала команда доставила пакет факторов перепрограммирования в цитоплазму культивируемых клеток кожи с помощью эписомальных векторов. Потребовалось от трех недель до трех месяцев, чтобы клетки кожи начали менять форму и собираться в кластеры — признак превращения в стволовые клетки.

Затем команда провела серию тестов, чтобы доказать плюрипотентность полученных клеток. Они подтвердили, что эти клетки могут генерировать дифференцированные клетки из всех трех зародышевых листков (эндодермы, мезодермы и эктодермы). Меняя состав культуральной среды, ученые направили клетки на превращение не только в нейроны, но и в жировые клетки, костную и мышечную ткань. Строгий тест с инъекцией клеток мышам с подавленным иммунитетом подтвердил, что в образовавшихся опухолях присутствовали клетки всех трех зародышевых листков.

«Теперь мы можем изучать нервные клетки, дифференцированные из этих iPS-клеток, чтобы исследовать механизмы и функции гена DISC1 в нервной системе и понять его роль в таких заболеваниях, как шизофрения. Эти будущие исследования могут привести к идентификации новых молекул, которые могут стать мишенями для лекарств», — говорит Го-ли Мин.