Если сравнивать эмбриональные стволовые клетки и их искусственные аналоги, полученные из одного и того же источника, то окажется, что отличия между ними не так уж велики.

Эмбриональные стволовые клетки обладают двумя замечательными свойствами: во-первых, они бессмертны и могут делиться бесконечно долго, во-вторых, их потомки могут превратиться в любую специализированную клетку, будь то один из нейронов мозга, гепатоцит печени или клетка кишечного эпителия – нужно только задать требуемую молекулярно-генетическую программу.

Эмбриональные стволовые клетки. (Фото Stem MD / Flickr.com.)

Однако вот так просто использовать клеточный материал человеческих эмбрионов в медицинских или сугубо научных целях невозможно – по этическим причинам. Поэтому биологам пришлось создать альтернативу: в 2006 году Синъя Яманака впервые получил так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC, или iPS), изменив активность лишь четырёх генов; за это открытие всего через шесть лет Яманака получил Нобелевскую премию.

Суть метода iPSC в том, что обычные зрелые клетки – например, клетки кожи – обращают в эмбриональное состояние: они начинают всё время делиться и теряют свои характерные особенности, необходимые для выполнения специальной функции. Теперь, с помощью разного сорта белковых коктейлей, их можно направить по нужному пути развития, так что из клеток кожи могут получиться, например, нейроны.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, превращающиеся в нейроны и клетки нейроглии. (Фото UCLA Health / Flickr.com.)

Но можно ли индуцированные стволовые клетки считать точно такими же, как и обычные стволовые клетки эмбриона? Довольно быстро обнаружилось, что между теми и другими есть молекулярно-генетические отличия – некоторые гены, молчащие в одних клетках, работали в других. Можно предположить, что отличия связаны с «неестественным» получением индуцированных стволовых клеток. Однако, по мнению Конрада Хохедлингера (Konrad Hochedlinger) и его коллег из Гарварда и Университета Джонса Хопкинса, те и другие больше похожи друг на друга, чем может показаться.

В ходе эксперимента двум линиям человеческих эмбриональных стволовых клеток позволили пройти дифференцировку, а потом вернули их обратно с помощь метода получения iPSC. Затем у всех них сравнили активность генов, и оказалось, что индуцированные стволовые клетки по генетической активности более похожи на родительские клетки, нежели друг на друга.

Различия в активности означают, в частности, что в ДНК разных клеток существуют разные эпигенетические регуляторы и по-разному работают транскрипционные факторы (белки, активирующие или подавляющие синтез мРНК на генах). В статье в *Nature Biotechnology* исследователи пишут, что существенная доля подобных различий может быть обусловлена именно разным происхождением. Например, если мы сравниваем эмбриональные клетки, полученные от женского эмбриона, с индуцированными стволовыми клетками, полученными от мужчины, то молекулярно-генетическая разница между теми и другими может иметь место не потому, что одни – натуральные, а другие – искусственные, а потому, что гены в мужском и женском организме в принципе работают по-разному.

Однако какие-то отличия всё же есть: например, 49 генов у iPSC работали иначе, чем у эмбриональных клеток (всего у человека, напомним, насчитывают 20–25 тыс. активных генов). Два из этих 49 отвечали за глюкозный обмен, один – за поглощение глюкозы, другой – за её расщепление. Однако, хотя оба глюкозных гена у iPSC работали слабее, по потреблению и перевариванию глюкозы индуцированные клетки не отличались от эмбриональных. Наконец, ни те, ни другие не обнаружили существенных различий в главном – в способности превращаться в клетки других типов: они оказались равно хороши в производстве разных типов нейронов, и также одинаково хорошо превращаются в клетки трёх зародышевых листков (из которых потом образуются все органы и ткани). Функционально ни у эмбриональных не было преимущества перед индуцированными стволовыми клетками, ни у индуцированных перед эмбриональными – если, повторим, те и другие происходили из одного источника и были генетически идентичны.

Правда, здесь есть одно серьёзное «но»: индуцированные стволовые клетки были получены из потомков эмбриональных клеток, которые начали дифференцироваться в лаборатории; донором для iPSC здесь был вовсе не взрослый пациент. Возможно, в данном случае у клеток, которых подвергли обращению в эмбриональное состояние, оставалась некая ещё не исчезнувшая молекулярная память о том, как они сами совсем недавно ещё были эмбриональными.

С другой стороны, когда для такой процедуры берут клетки у взрослого донора, то ведь в них могут оставаться следы «жизненного опыта», и оттого они могут дополнительно отличаться от тех эмбриональных клеток, из которых когда-то получился весь этот человек целиком. Впрочем, сами авторы работы не утверждают, что разное генетическое происхождение описывает все возможные различия между теми и другими, однако в некоторой части проблема несоответствия в генетической активности между типами клеток является определённо надуманной.

Автор: Кирилл Стасевич