Критическое сходство двух типов универсальных стволовых клеток раскрыто в новом исследовании
Учёные давно задавались вопросом, функционально ли эквивалентны индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (IPS cells), полученные в 2007 году, эмбриональным стволовым клеткам (ЭСК), источником которых являются эмбрионы на ранней стадии.
Оба типа клеток способны дифференцироваться в любую клетку организма, но их разное происхождение (из эмбриональной и взрослой ткани) указывало на возможные различия.
Хотя оба типа имеют большой потенциал в фундаментальных исследованиях и клеточной терапии, IPS-клетки имеют два преимущества: меньше этических ограничений (не требуют эмбрионов) и потенциально более пригодны для терапии (выращенные из клеток пациента, они могут избежать иммунного отторжения). Однако, пока не доказана их полная идентичность ЭСК, их нельзя считать одинаковыми.
В исследовании, опубликованном 11 сентября, учёные из Университета Висконсин-Мэдисон впервые провели полное измерение белков, производимых обоими типами клеток. Изучив четыре линии ЭСК и четыре линии IPS-клеток, они обнаружили, что их белки совпадают на 99%.
"Мы изучили РНК, белки и структуры на белках, регулирующие их активность, и увидели существенное сходство между двумя типами стволовых клеток", — говорит руководитель проекта Джошуа Кун.
Исследование, опубликованное в Nature Methods, является первым всесторонним сравнением протеома (совокупности белков) двух типов клеток. Для измерения более 6000 индивидуальных белков использовалась высокоточная масс-спектрометрия.
Клетки регулируют образование и активность белков тремя способами:
- Контролируя производство РНК.
- Контролируя количество каждого производимого белка.
- Добавляя к белку регулирующие структуры, определяющие его активность.
Новое исследование измерило каждый из этих аспектов. Сравнение проводилось для четырёх линий каждого типа клеток в трёх повторностях, что обеспечило статистическую достоверность.
Результаты показывают, что ЭСК и IPS-клетки весьма схожи. По некоторым измерениям, профиль белков одной ЭСК был ближе к профилю IPS-клетки, чем к профилю другой ЭСК.
Такая детальность измерений стала возможна благодаря новым техническим разработкам, позволившим измерять массу белка с точностью до третьего-четвёртого знака после запятой и сравнивать белки из восьми разных клеточных линий одновременно.
Это исследование — не последний шаг в определении сходства двух типов плюрипотентных клеток. Поскольку для клинического применения клетки необходимо дифференцировать в специализированные (например, нейроны или клетки сердечной мышцы), критически важно изучить, как меняется продукция белков после дифференцировки. Представленная технология теперь готова для решения этой задачи в регенеративной медицине.