Биохимики из Шанхайского института биологических наук превратили фибробласты (клетки соединительной ткани) в клетки, которые по своей морфологии, электрофизиологическим показателям и профилю экспрессии генов не отличается от обычных нейронов. Этого результата удалось добиться без встраивания в них каких-либо генетических конструкций, исключительно за счет двухэтапного воздействия несколькими, специально подобранными химическими «коктейлями». Работа опубликована в журнале Cell Stem Cell.

Схема трансформации фибробласт в нейроны.Изображение: Gang Pei et als. / Cell Stem Cell

Ученые опробовали несколько тысяч химических соединений, прежде чем отобрать те, которые способны превращать один тип клеток в другой. Причем, как оказалось, ни одно соединение само по себе не способно приводить к трансформации, для этого требуется два «коктейля» химических стимулов. Первый из них состоит из четырех веществ, среди которых вальпроевая кислота, изменяющая свойства натриевых каналов; форсколин – алкалоид, влияющий на выработку внутриклеточных сигнальных молекул, селективные ингибиторы киназы репсокс и CHIR99021. Эти вещества воздействуют на ген Tuj1, специфически активный в нервных клетках, однако не доводят процесс превращения до конца. Чтобы трансформировать клетку, застрявшую на полпути от фибробласта к нейрону, необходимо затем использовать смесь еще трех веществ: SP600125, GO6983 и Y-27632, влияющих на формирование цитоскелета. Полный цикл превращения занимает несколько недель. Своим главным результатом ученые считают не столько создание человеческих химически-индуцированных нейронов (human chemical-induced neuronal cells), сколько то, что они не только внешне похожи на нервные клетки, но и способны генерировать потенциал действия, и, следовательно, могут использоваться в медицинских целях. При этом сам молекулярный механизм трансформации пока остается не ясным.

Похожего результата, однако с использованием другого «коктейля» химикатов и на фибробластах мышей удалось достичь еще одной группе китайских биохимиков, а больше года назад в Стэнфорде сумели превратить клетки кожи мужчин в сперматозоиды.