Одним из замечательных свойств плюрипотентных стволовых клеток является их бессмертие, то есть способность, при правильных условиях, делиться и расти бесконечно долго. Оказывается, этой способностью наделены не только стволовые клетки, но и их потомки, уже продвинувшиеся вперед по пути развития: свойство пролиферировать, не теряя своей идентичности, присуще так называемым клеткам-предшественникам – своего рода рабочим лошадкам, ответственным за формирование специфических тканей.

Дэвид Верейде (David Vereide), PhD.
(Фото: David Nevala)

Группа ученых из Научно-исследовательского института Моргриджа (Morgridge Institute for Research) во главе с пионером изучения стволовых клеток Джеймсом Томсоном (James Thomson) нашла способ сделать практически бессмертными мышиные клетки-предшественники, ответственные за образование крови и сосудистой ткани. Регуляцией небольшого количества генов ученые загнали эти клетки в «ловушку» самообновления и сделали их способными производить функциональные клетки крови и кровеносных сосудов.

Результаты этой работы, которые будут опубликованы в журнале Stem Cell Reports, предполагают возможность нового подхода к получению клеток в лабораторных условиях для использования в терапии, скрининге лекарственных препаратов и в качестве инструмента в фундаментальных исследованиях.

«Самым значимым результатом для меня является возможность остановить развитие этих клеток», – говорит специалист в области регенеративной биологии Дэвид Верейде (David Vereide), PhD, ведущий автор публикации. «Как правило, клетки в этом состоянии пребывают очень недолго и используются во время дифференциации в специфические типы клеток, но мы нашли способ вмешаться в ситуацию».

Клетки крови и сосудов, как считается, происходят от клеток-предшественников, называемых гемангиобластами. В этом исследовательском проекте были идентифицированы и испытаны шесть транскрипционных факторов (белков, регулирующих экспрессию генов), которые позволили гемангиобластам продолжать пролиферацию, не изменяя своей идентичности, на протяжении многих поколений.

Клетки-предшественники, «сыны и дочери» стволовых клеток, дающие начало специфическим тканям, являются, как правило, конечным этапом процесса образования ключевых строительных блоков организма – клеток мозга, сосудов, костей и т.д. Метод, разработанный доктором Верейде и его коллегами, позволит значительно повысить эффективность получения типов клеток, имеющих научное и терапевтическое значение.

Эмбриональные стволовые клетки далеки от функциональных типов клеток, поясняет Верейде. Дифференцируясь, к примеру, в мышцу или нейрон, они в течение нескольких недель или месяцев проходят множество этапов, и каждый этап снижает эффективность этого процесса и повышает вероятность возникновения мутаций.

Культивируемые клетки-предшественники снимают необходимость прохождения всех этих этапов.

«Мы гораздо ближе к функциональному типу клеток, который может иметь медицинское значение», – продолжает Верейде. «Вместо 20 этапов нужно пройти один или два. Если можно отбросить некоторое количество этих шагов, основанные на клетках стратегии становятся гораздо более перспективными».

По мнению Верейде, результаты этого исследования являются «доказательством концепции», заключающейся в том, что состояние, близкое к бессмертию, не является прерогативой стволовых клеток. В ближайшем будущем исследователи перейдут к работе с человеческими стволовыми клетками и получению клеток-предшественников, которые потенциально могут использоваться в различных клинических приложениях.

Доктор Верейде уверен, что этот принцип может быть доказан и на других типах клеток. При более глубоком изучении состояния, предшествующего любой ткани, можно найти ключевые факторы, которые будут стимулировать пролиферацию клеток-предшественников в чашке Петри, считает ученый.