Ученые из Медицинской школы Стэнфордского университета (США) впервые смогли превратить зрелые клетки кожи мышей в полнофункциональные нервные клетки без промежуточной стадии – без предварительного превращения их в стволовые, что открывает новый путь к созданию новых методов лечения нейродегенеративных заболеваний, а также тяжелых травм спинного мозга.

Первые сообщения о создании «индуцированных» плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) датируются 2007 годом. В тех экспериментах использовались клетки кожи человека и четыре фактора транскрипции. Уже через год было показано, что для превращения одного типа клеток поджелудочной железы мышей в другой достаточно всего трех факторов транскрипции.

Последний результат заставил авторов задуматься о том, как исключить промежуточную стадию ИПСК. До начала опытов они составили список из 19 генов, потенциально способных превратить клетки в нейроны, после чего, используя лентивирус, доставили эти гены в клетки кожи эмбрионов мышей. Через 32 дня некоторая часть клеток стала напоминать нейроны и экспрессировать соответствующие протеины.

Индуцированные нервные клетки
среди клеток кожи
(Thomas Vierbuchen/Marius Werni)

Затем ученые принялись последовательно сокращать список требуемых генов; в его финальном варианте осталось всего три позиции: Ascl1, Brn2 и Myt1l. Тестирование методики на фибробластах взрослых мышей показало, что менее чем за неделю около 20% всех клеток превращаются в нейроны, которые могут выполнять все функции «обычных»: экспрессировать специфические белки, генерировать потенциал действия, формировать синапсы. Переход в состояние ИПСК занимает гораздо больше времени, причем плюрипотентными становятся менее двух процентов исходных клеток.

Доказать это будет сложно, но стадия ИПСК больше не кажется мне результатом «обратного развития» клетки и возвращения ее в начальное недифференцированное состояние, — говорит участник исследования Мариус Верниг (Marius Wernig). — Скорее это следствие такого же прямого превращения, как в наших опытах.

Эти индуцированные нервные клетки (iN) вырабатывали многие специфичные для нейронов белки, генерировали нервные потенциалы и формировали функционирующие синапсы (соединения между нейронами), – говорится в статье.

Ученые отмечают, что создание iN-клеток из обычных может найти широкое применение в изучении процессов развития нервной системы, моделировании нейрологических заболеваний и в регенеративной медицине.