Новый метод получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток - с помощью микроРНК

Журнал Cell Stem Cell сообщил, что ученые Школы медицины Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania School of Medicine) разработали совершенно новый и гораздо более эффективный метод получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (induced pluripotent stem cells, iPSCs) – незрелых клеток, способных трансформироваться в различные типы клеток организма. 

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) обычно получают из взрослых соматических клеток методом экспрессии четырех различных генов, называемых транскрипционными факторами. Впервые об этом методе сообщил в 2006 году доктор Шинья Яманака (Shinya Yamanaka). С тех пор многие научные группы добились аналогичных результатов, используя один или несколько из этих четырех транскрипционных факторов.

Однако, несмотря на широкие перспективы и важность этой области исследований получение ИПСК сдерживается низкой эффективностью, особенно при использовании человеческих клеток.

«Мы изменили правила игры», - говорит руководитель исследования, профессор Эдвард Морриси (Edward Morrisey), научный директор Института регенеративной медицины университета Пенсильвании. «Впервые удалось получить индуцированные плюрипотентные стволовые клетки без использования четырех транскрипционных факторов, повысив при этом эффективность процесса в 100 раз».



До разработки нового метода, в котором вместо четырех транскрипционных факторов используются микроРНК (microRNA, miRNA), из каждых 100000 взрослых перепрограммированных клеток ученые могли получить небольшую «горстку» ИПСК, как правило, меньше 20. Использование основанного на микроРНК метода позволило увеличить эту цифру приблизительно до 10000. МикроРНК - короткие молекулы РНК, связывающиеся с комплиментарными последовательностями матричной РНК (мРНК) и подавляющие таким образом экспрессию соответствующих генов.

Лаборатория Морриси разработала свой подход, основываясь на исследовании роли микроРНК в развитии легких. Ученые работали с кластером микроРНК miR302/367, играющим важную роль в развитии легочных эндодермальных клеток-предшественников. Высокий уровень экспрессии этого же кластера микроРНК, как известно, демонстрируют и эмбриональные стволовые клетки.

Исследователи провели простой эксперимент. Они экспрессировали эти микроРНК в мышиных фибробластах и с удивлением обнаружили колонии, которые выглядели как индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. «Мы были очень удивлены тому, что это сработало в первом же эксперименте, и метод оказался гораздо более эффективным, чем подход доктора Яманаки, основанный на транскрипционных факторах», - комментирует полученные результаты доктор Морриси.

Так как микроРНК выступают в роли репрессоров экспрессии белков, вполне вероятно, что они могут подавлять репрессоры тех самых четырех транскрипционных факторов, а также и других факторов, важных для сохранения клетки в состоянии плюрипотентной стволовой. Однако, чтобы понять в чем именно заключается различие между работой микроРНК и транскрипционных факторов при трансформации взрослых клеток в ИПСК, необходимы дальнейшие исследования.

ИПСК, полученные с помощью нового метода, способны трансформироваться в большинство, если не во все, тканей развивающихся мышей, включая половые клетки – яйцеклетки и сперматозоиды. Сейчас лаборатория Морриси сотрудничает с несколькими учеными, чтобы редифференцировать свои ИПСК в кардиомиоциты, гематопоэтические (кроветворные) клетки и клетки печени – гепатоциты.

Для перепрограммирования взрослых клеток в ИПСК могут быть использованы синтетические версии молекул микроРНК, называемые имитаторами или прекурсорами. Такие имитаторы можно легко вводить в клетки в больших количествах, что позволит получать ИПСК без использования генетических методов.

«Мы надеемся получить синтетические микроРНК, чтобы трансформировать взрослые клетки в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые в конечном итоге могут быть редифференцированы в другие типы клеток, например, в клетки печени, сердечной мышцы или нейроны», - планирует дальнейшие исследования профессор Морриси.

По информации Lifesciencestoday.ru, A New Way to Make Reprogrammed Stem Cells