Клеточный тормоз
Добавлено: 09.02.2009, 23:02
Ученые нашли вещество, препятствующее спонтанному перерождению стволовых клеток
Появление новых методов клеточной терапии, рост возможностей трансплантологии и просто непреходящее желание человека сохранять молодость и жить долго подогревают интерес к медицинским разработкам, связанным со стволовыми клетками. С помощью этих незрелых клеток, геном которых находится в «нулевой точке», можно победить тяжелейшие заболевания. Однако все не так просто: стволовые клетки до сих пор развивались, обретая те или иные свойства не по предписанию биологов, а по непонятной человеку логике. В связи с этим настоящим прорывом можно назвать открытие, сделанное учеными из университетов Баса и Лидса.
«Благодаря отсутствию механизмов, определяющих клеточную «специализацию», стволовые клетки способны к самообновлению и превращению практически в любые клетки организма — костные, гладкомышечные, печеночные, сердечной мышцы, поджелудочной железы и даже нервные, — рассказал РБК daily кандидат медицинских наук, доцент кафедры биохимии медико-биологического факультета РГМУ Николай Адрианов. — Во взрослом организме стволовые клетки, локализованные в основном в спинном мозге, обеспечивают восстановление поврежденных участков органов и тканей. И как только происходит повреждение тканей или органов, стволовые клетки устремляются к пораженному месту и латают пробоины, превращаясь в необходимые организму клетки и попутно стимулируя организм к регенерации органа или ткани».
Но, к сожалению, возможности стволовых клеток небезграничны. Так, запас стволовых клеток у взрослых людей очень невелик, и чем старше становится человек, тем хуже восстанавливается его организм. Кроме того, если очаг поражения слишком велик, обновить своими силами утраченные клетки организм просто не в состоянии.
Исправлять это досадное обстоятельство ученые начали еще в XX веке. Взяв на вооружение безграничные возможности эмбриональных клеток, исследователи создали целое направление клеточной медицины, позволяющей выращивать, задавать определенное направление развития и использовать стволовые клетки для терапии множества заболеваний, среди которых ишемия мозга и сердца, болезни Альцгеймера и Паркинсона, инфаркты, последствия инсультов, ДЦП, диабет, аутоиммунные заболевания.
Казалось бы, эра абсолютной победы медицины не за горами. Однако до сих пор использование стволовых клеток осложнялось тем, что полностью контролировать их превращение ученым не удавалось. Проблема состояла прежде всего в том, что стволовые клетки перерождаются не по указанию «свыше», данному врачами, а сами по себе. И то, что вырастет из незрелой клетки, по большому счету оставалось загадкой. Кроме того, остановить перерождение клеток, если механизм дифференциации уже запущен, невозможно. В результате стратегически важный запас, предназначенный, например, для получения донорских клеток кожи, способен превратиться в костную ткань или, того хуже, в злокачественную опухоль.
Для того чтобы сделать процесс перерождения логичным и контролируемым, группа британских биохимиков под руководством профессоров Мелани Уилхам и Адама Нельсона разработала химическое вещество, которое позволяет стволовым клеткам свободно делиться, но одновременно предотвращает перерождение в другие типы клеток. Таким образом, ученые получают возможность преумножать число стволовых клеток, при этом консервируя их в исходном состоянии до момента практического применения.
Новый химикат позволит не только производить неограниченный запас клеточного материала для каждого человека, но и не бояться, что «золотой фонд» переродится в ненужные ткани. Профессор Уилхам, являющаяся по совместительству одним из директоров Центра регенеративной медицины, так прокомментировала свое открытие: «Стволовые клетки обладают огромным потенциалом для восстановления поврежденных клеток. Но, к сожалению, когда мы выращиваем стволовые клетки в лаборатории, они могут спонтанно развиться в «специализированные» клетки, что затрудняет процесс их выращивания в неограниченном количестве и использование стволовых клеток в медицинских исследованиях. Мы же изобрели химическое вещество, которое может затормозить процесс перерождения на несколько недель. А за это время мы значительно увеличим число исходных клеток. При этом приостановка развития клеток обратима — достаточно удалить химикат, и стволовые клетки смогут перерождаться».
Ее коллега, профессор Адам Нельсон из Центра структурной микробиологии по отдельности тестировал более 50 химических компонентов, анализируя их воздействие на стволовые клетки. Методом проб и ошибок ученые обнаружили, что только одно из исследуемых веществ — энзим GSK3 — мог контролировать механизм регуляции жизненных циклов стволовой клетки, в том числе приостанавливать ее специализацию. Удостоверившись в действии энзима на незрелые клетки, Нельсон охарактеризовал долгожданное открытие следующим образом: «Наше исследование — прекрасный пример того, как одна маленькая молекула может использоваться в качестве инструмента для понимания сложнейших биологических механизмов».
ЕКАТЕРИНА ЛЮЛЬЧАК
Появление новых методов клеточной терапии, рост возможностей трансплантологии и просто непреходящее желание человека сохранять молодость и жить долго подогревают интерес к медицинским разработкам, связанным со стволовыми клетками. С помощью этих незрелых клеток, геном которых находится в «нулевой точке», можно победить тяжелейшие заболевания. Однако все не так просто: стволовые клетки до сих пор развивались, обретая те или иные свойства не по предписанию биологов, а по непонятной человеку логике. В связи с этим настоящим прорывом можно назвать открытие, сделанное учеными из университетов Баса и Лидса.
«Благодаря отсутствию механизмов, определяющих клеточную «специализацию», стволовые клетки способны к самообновлению и превращению практически в любые клетки организма — костные, гладкомышечные, печеночные, сердечной мышцы, поджелудочной железы и даже нервные, — рассказал РБК daily кандидат медицинских наук, доцент кафедры биохимии медико-биологического факультета РГМУ Николай Адрианов. — Во взрослом организме стволовые клетки, локализованные в основном в спинном мозге, обеспечивают восстановление поврежденных участков органов и тканей. И как только происходит повреждение тканей или органов, стволовые клетки устремляются к пораженному месту и латают пробоины, превращаясь в необходимые организму клетки и попутно стимулируя организм к регенерации органа или ткани».
Но, к сожалению, возможности стволовых клеток небезграничны. Так, запас стволовых клеток у взрослых людей очень невелик, и чем старше становится человек, тем хуже восстанавливается его организм. Кроме того, если очаг поражения слишком велик, обновить своими силами утраченные клетки организм просто не в состоянии.
Исправлять это досадное обстоятельство ученые начали еще в XX веке. Взяв на вооружение безграничные возможности эмбриональных клеток, исследователи создали целое направление клеточной медицины, позволяющей выращивать, задавать определенное направление развития и использовать стволовые клетки для терапии множества заболеваний, среди которых ишемия мозга и сердца, болезни Альцгеймера и Паркинсона, инфаркты, последствия инсультов, ДЦП, диабет, аутоиммунные заболевания.
Казалось бы, эра абсолютной победы медицины не за горами. Однако до сих пор использование стволовых клеток осложнялось тем, что полностью контролировать их превращение ученым не удавалось. Проблема состояла прежде всего в том, что стволовые клетки перерождаются не по указанию «свыше», данному врачами, а сами по себе. И то, что вырастет из незрелой клетки, по большому счету оставалось загадкой. Кроме того, остановить перерождение клеток, если механизм дифференциации уже запущен, невозможно. В результате стратегически важный запас, предназначенный, например, для получения донорских клеток кожи, способен превратиться в костную ткань или, того хуже, в злокачественную опухоль.
Для того чтобы сделать процесс перерождения логичным и контролируемым, группа британских биохимиков под руководством профессоров Мелани Уилхам и Адама Нельсона разработала химическое вещество, которое позволяет стволовым клеткам свободно делиться, но одновременно предотвращает перерождение в другие типы клеток. Таким образом, ученые получают возможность преумножать число стволовых клеток, при этом консервируя их в исходном состоянии до момента практического применения.
Новый химикат позволит не только производить неограниченный запас клеточного материала для каждого человека, но и не бояться, что «золотой фонд» переродится в ненужные ткани. Профессор Уилхам, являющаяся по совместительству одним из директоров Центра регенеративной медицины, так прокомментировала свое открытие: «Стволовые клетки обладают огромным потенциалом для восстановления поврежденных клеток. Но, к сожалению, когда мы выращиваем стволовые клетки в лаборатории, они могут спонтанно развиться в «специализированные» клетки, что затрудняет процесс их выращивания в неограниченном количестве и использование стволовых клеток в медицинских исследованиях. Мы же изобрели химическое вещество, которое может затормозить процесс перерождения на несколько недель. А за это время мы значительно увеличим число исходных клеток. При этом приостановка развития клеток обратима — достаточно удалить химикат, и стволовые клетки смогут перерождаться».
Ее коллега, профессор Адам Нельсон из Центра структурной микробиологии по отдельности тестировал более 50 химических компонентов, анализируя их воздействие на стволовые клетки. Методом проб и ошибок ученые обнаружили, что только одно из исследуемых веществ — энзим GSK3 — мог контролировать механизм регуляции жизненных циклов стволовой клетки, в том числе приостанавливать ее специализацию. Удостоверившись в действии энзима на незрелые клетки, Нельсон охарактеризовал долгожданное открытие следующим образом: «Наше исследование — прекрасный пример того, как одна маленькая молекула может использоваться в качестве инструмента для понимания сложнейших биологических механизмов».
ЕКАТЕРИНА ЛЮЛЬЧАК