Найден новый способ улучшить работу стволовых клеток: революция в медицине
Виды и различия стволовых клеток
Стволовые клетки – это «чистые», шаблонные клетки, которые при необходимости могут превратиться (по научному – дифференцироваться) в другие типы клеток, когда возникает необходимость. При этом некоторые из них более универсальны, чем другие. Мультипотентные стволовые клетки находятся в большинстве тканей взрослого организма и могут дифференцироваться в ограниченный набор типов клеток. Плюрипотентные стволовые клетки находятся на более ранней стадии дерева и способны разделяться практически на любой тип клеток в организме. Их, к примеру, можно встретить в развивающихся эмбрионах. Примечательно, что способность к трансформации также можно вызвать и во взрослых клетках, на основе чего и строится большая часть регенеративной медицины наших дней.
Но есть еще более ранний и более мощный тип, известный как тотипотентные стволовые клетки. Они могут дифференцироваться в клетки любого типа, и только они могут образовывать структуры, подобные плаценте. Эти клетки появляются только в течение первых нескольких дней после оплодотворения, после чего постепенно обретают «специализацию».
Тотипотентные стволовые клетки могут быть очень полезны для, но механизм их работы понятен не до конца. В новом исследовании ученые из Мюнхенского университета имени Гельмгольца и Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана обнаружили новую особенность этих клеток, которая может помочь объяснить их эффективность.
«Мы обнаружили, что в тотипотентных клетках, материнских клетках стволовых клеток, репликация ДНК происходит с другой скоростью по сравнению с другими, более дифференцированными клетками», — заявил Цунэтоши Накатани, первый автор исследования.
Как это работает
Репликация ДНК — это важный процесс, при котором клетка дублирует весь свой геном перед делением, так, чтобы и исходная, и дочерняя клетка имели свою копию. Тотипотентные стволовые клетки могут проходить этот процесс медленнее, чем другие клетки, что позволяет уменьшить потенциальные ошибки в геноме и более эффективно дифференцироваться в другие клетки.
Команда обнаружила, что естественные тотипотентные стволовые клетки были не единственными, которые подвергались более медленной репликации ДНК — тотипотентные клетки, культивированные в лаборатории, делали то же самое.
«Это привело нас к вопросу: если нам удастся изменить скорость репликации ДНК, сможем ли мы улучшить перепрограммирование клеток в тотипотентные клетки?» — отметил Накатани.
Чтобы проверить эту идею, исследователи искусственно замедлили репликацию ДНК, ограничив количество субстрата, который клетки используют для синтеза ДНК. По словам ученых, подобное «перепрограммирование» позволило улучшить качество итогового результата.
Команда говорит, что это открытие может помочь ученым улучшить тотипотентные стволовые клетки, повысив эффективность регенеративной медицины и возведя ее на совершенно новый уровень.