Мышки-норушки как инкубатор стволовых клеток

Стволовые клетки создали внутри живой мыши

Группа исследователей из испанского Национального центра по исследованию рака и Национального сердечно-сосудистого центра в Мадриде перепрограммировала обычные клетки в стволовые прямо в организме лабораторной мыши. Подробности опубликованы в статье Nature, а краткий пересказ и отзывы других специалистов приведены в Nature news.

Для перепрограммирования клеток ученые подвергли мышей генетической модификации. В их ДНК была внедрена специальная последовательность, которая приводила к тому, что у животных наблюдалась повышенная активность четырех генов: Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc. Все эти гены ранее были изучены именно в контексте перепрограммирования клеток, но никто не выяснял то, что же получится при их активации прямо внутри живого организма. Внедренная исследователями в геном животного конструкция была устроена так, что мыши, получающие с едой небольшое количество антибиотика доксициклина, ничем не отличались от обычных, а отмена препарата активировала четыре гена.

Благодаря этому молекулярному переключателю (такие регулярно используют в разных биологических опытах) специалисты смогли в нужное им время инициировать массовую экспрессию генов и, за счет этого, перепрограммирование клеток. Результат для мышей оказался плачевный: в их организме образовалось слишком большое количество стволовых клеток, которые стали формировать опухоли.

Вскрытие показало, что во многих органах образовались группы неспециализированных клеток. Анализ показал, что они близки к эмбриональным клеткам и обладают свойством плюрипотентности, то есть способны превращаться в клетки многих других типов, а вовсе не являются клетками раковой опухоли (у которых нет возможности снова стать специализированными).

Перепрограммированные клетки обнаружили в костном мозге и крови, а их проникновение в брюшную полость вызвало появление тератом: опухолей, которые можно упрощенно представить как развившиеся из гоноцита (стволовой клетки, продуцирующей сперматозоиды или яйцеклетки) дефектные эмбрионы.

Тератомы зачастую формируют примитивные аналоги органов или даже подобие зародыша с конечностями и внутренними органами. Изучение тератом показало, что перепрограммированные клетки можно считать обладающими признаками тотипотентности, то есть они способны превращаться в любые другие клетки, а не только в клетки определенных тканей (как плюрипотентные стволовые клетки). Ученые подчеркнули, что вне организма получить тотипотетные клетки перепрограммированием не удавалось и в их статье обнаружение таких клеток охарактеризовано как «беспрецедентный случай».


Выдающиеся перепрограммисты

Нобелевскую премию по медицине присудили за изучение механизмов специализации клеток
Несмотря на то, что опухоли у мышей были несовместимы с жизнью, использованный учеными метод может оказаться полезным и для человека. По словам независимого эксперта Джорджа Дэли из Бостонской детской больницы, после доработки методики ее можно будет применять для регенерации поврежденных тканей и органов. Руководитель исследования, Мануэль Серрано, заявил, что пока ученые и не претендовали на демонстрацию готовой к переносу в клинику методики лечения: «Мы показали перепрограммирование, а теперь нам потребуется продемонстрировать регенерацию тканей».

Перепрограммирование клеток уже отмечено Нобелевской премией по физиологии и медицине. Оно считается перспективной методикой в силу двух причин: так как позволяет обойти этические ограничения на использование эмбрионального материала и поскольку стволовые клетки из собственной ткани получаются заведомо совместимы с пациентом.

http://lenta.ru/news/2013/09/12/stemcellinvivo/



Ученые нашли гены, заставляющие клетки в организме жить дружно

Понимание того, как клетки координируют свои действия, может помочь в создании новых методов работы со стволовыми клетками, включая способы их превращения в те или иные ткани, а также даст возможность лучше понять процессы обновления клеток и развития рака.

МОСКВА, 13 сен — РИА Новости. Ученые нашли гены, которые заставляют клетке многоклеточного организма действовать во имя общего блага и не позволяют им конкурировать друг с другом за ресурсы, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Многоклеточность позволяет клеткам организма оптимизировать использование ресурсов и дает им много других преимуществ. Однако для этого клетки, составляющие организм, должны отказаться от конкуренции друг с другом. Мирное сосуществование клеток регулируется генетически. Но гены, стоящие на страже общественного покоя в многоклеточном организме, могут мутировать, в результате чего клетки одного организма начнут соперничать друг с другом. Известно, что подобные "поломки" встречаются у мух-дрозофил.

Марион Дейосез (Marion Dejosez) из Школы медицины Маунт-Синай в Нью-Йорке (США) и ее коллеги провели генетический анализ индуцированных плюрипотентных стволовых клеток мышей. Эти клетки ученые получают модификацией обычных клеток, они способны превращаться в клетки любой ткани организма, и сходны с эмбриональными стволовыми клетками.

Отключая в клетках различные гены, ученые обнаружили те из них, которые сдерживают конкуренцию между клетками. Эти гены кодируют белок p53, известный тем, что он подавляет развитие рака, фермент топоизомеразу первого типа, которая необходима для разрезания молекул ДНК, и обонятельные рецепторы. Ученые полагают, что координация работы клеток — древняя функция выявленных белков.

Наличие в списке обонятельных рецепторов не должно удивлять, отмечают авторы в своей статье, так как клетки подают друг другу сигналы при помощи химическим веществ, а для этого им нужна способность чувствовать тонкие химические изменения в окружающей среде.

Понимание того, как клетки координируют свои действия, может помочь в создании новых методов работы со стволовыми клетками, включая способы их превращения в те или иные ткани, а также даст возможность лучше понять процессы обновления клеток и развития рака, заключают авторы статьи.

http://ria.ru/science/20130913/962883410.html