Метод упрощает отделение полезных стволовых клеток от «проблемных» для терапии
Плюрипотентные стволовые клетки могут превращаться (дифференцироваться) в любой тип клеток организма (нервные, мышечные, костные), но неизбежно часть этих клеток не дифференцируется и остаётся смешанной с новыми дифференцированными дочерними клетками.
Поскольку оставшиеся плюрипотентные клетки могут позже развиться в непредусмотренные типы клеток (например, костные среди кровяных) или образовать опухоли — тератомы, их идентификация и отделение от дифференцированного потомства критически важны для безопасности клеточной терапии.
Учёные из UCLA открыли новое вещество, которое может быть полезно для удаления таких клеток. Исследование опубликовано онлайн 15 апреля в журнале Developmental Cell.
Работу возглавили профессор химии и биохимии Карла Келер и профессор патологии и педиатрии доктор Майкл Тейтелл. Оба являются членами Центра регенеративной медицины и исследований стволовых клеток имени Брода и Онкологического центра Джонссона в UCLA.
В исследованиях на одноклеточном микроорганизме — пекарских дрожжах (Saccharomyces cerevisiae) — учёные обнаружили молекулу MitoBloCK-6, которая ингибирует сборку митохондрий, клеточных «электростанций». Тестирование на более сложном организме, рыбке данио-рерио, показало, что MitoBloCK-6 блокирует развитие сердца.
Однако при введении MitoBloCK-6 в дифференцированные клеточные линии, культивируемые в лаборатории, молекула не оказала никакого эффекта. Постдокторант Дипа Дабир тестировала соединение на многих линиях, но клетки оставались здоровыми.
«Этот результат озадачил, потому что мы считали этот путь необходимым для всех клеток, независимо от состояния дифференцировки», — сказала Келер.
Затем команда решила протестировать MitoBloCK-6 на человеческих плюрипотентных стволовых клетках. Постдокторант Киёко Сетогучи показала, что MitoBloCK-6 вызывает гибель плюрипотентных клеток, запуская апоптоз (запрограммированную клеточную смерть).
Поскольку тканеспецифичные дочерние клетки становятся устойчивыми к гибели вскоре после дифференцировки, уничтожение плюрипотентных клеток оставляет популяцию только из дифференцированных клеток. Причина этого явления пока не ясна, но способность разделять две клеточные популяции может потенциально снизить риск образования тератом и других проблем в стратегиях регенеративной медицины.
«Мы обнаружили, что митохондрии плюрипотентных стволовых клеток претерпевают изменения во время дифференцировки в тканеспецифичные дочерние клетки. Это может быть ключом к выживанию дифференцированных клеток при воздействии MitoBloCK-6», — сказал Тейтелл.
MitoBloCK-6 является «малой молекулой», которая легко проникает через клеточные мембраны к митохондриям. Это качество делает MitoBloCK-6 (или производное соединение с похожими свойствами) идеальным кандидатом для потенциального использования в качестве лекарства.
«Удивительно, что наше исследование на одноклеточной модели — пекарских дрожжах — дало агент для исследования и контроля функции митохондрий в человеческих плюрипотентных стволовых клетках», — отметила Келер.