Зрелые клетки «перепрограммированы» в стволовые in vivo
Увеличение экспрессии всего четырех генов зрелых клеток, помещенных в чашку Петри, способно превратить их в так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), которые впоследствии способны дифференцироваться в любой тип клеток организма (хотя есть и исключения — ИПСК не могут превратиться, например, в клетки плаценты).
Многие ученые сходятся во мнении, что процессы, происходящие в живом организме, будут мешать проведению подобной процедуры in vivo. Естественное развитие — это дорога с односторонним движением, и всё в живом организме способствует дифференциации клеток, препятствуя обратному процессу.
Но Мануэль Серрано из испанского Национального онкологического исследовательского центра в Мадриде и его коллеги доказали ошибочность данного предположения. Они вывели трансгенных мышей, у которых прием определенного препарата «включал» необходимые для «перепрограммирования» клеток гены. Первые эксперименты закончились гибелью мышей, скончавшихся из-за кишечной недостаточности. Более низкие дозы препарата оказались не столь опасны, но в результате его приема у животных развивались тератомы — опухоли, формирующиеся из стволовых клеток. Но это были необычные тератомы — в них содержались плацентарные клетки, которые не могут образовываться ни из эмбриональных, ни из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. А у двух из подопытных мышей в брюшной полости развились и вовсе необычные новообразования, очень напоминающие зародыши на ранних стадиях развития — с желточными мешками и первыми признаками формирования кровяных клеток.
Это говорит о том, что некоторые клетки приобрели черты тотипотентных (еще более простых и более универсальных, чем плюрипотентные), способных превращаться в любые клетки организма. Классический пример тотипотентной клетки — оплодотворенная яйцеклетка. «Перепрограммирование клеток живого организма не просто возможно — оно работает даже лучше, чем в чашке Петри», — говорит Серрано.
Однако даже авторам этого впечатляющего исследования до сих пор не понятно, почему «перепрограммирование» in vivo возвращает клетки в первозданное состояние. Если ученым удастся выяснить причину этого, возможно, они смогут лучше понять процесс «перепрограммирования» клеток и выделить молекулярные сигналы, контролирующие различия между плюрипотентностью и тотипотентностью.
Хотя рост опухолей у мышей был неконтролируемым, ученые не оставляют надежду ограничить процесс в пространстве (пределами определенного органа) и во времени. Возможно, подобную методику когда-нибудь можно будет применять для регенерации поврежденных тканей (например, сердечных). Также они планируют провести аналогичные эксперименты с человеческими клетками, помещенными в организм мыши.
Амфибии, способные к регенерации конечностей, формируют кластер примитивных недифференцированных клеток, называемый бластемой. Возможно, видоизмененный процесс «перепрограммирования» in vivo позволит млекопитающим восстановить ткани, которые в естественных условиях не регенерируют.
По сообщению Science NOW