Обнаружен новый перспективный источник стволовых клеток

[admin]

Ученым удалось трансформировать соматические клетки свиньи в плюрипотентные стволовые клетки, которые, так же как и эмбриональные стволовые клетки, способны развиться в любой из типов специфических клеток, образующих различные ткани организма. Впервые в мире подобный результат был достигнут посредством использования неполовых клеток копытных.

Значение этого достижения трудно переоценить: данная научно-исследовательская работа открывает путь к созданию животных моделей генетических заболеваний человека, выведению генетически модифицированных животных с целью осуществления трансплантации человеку их внутренних органов, а также разведению свиней, устойчивых к таким заболеваниям, как свиной грипп.

«На сегодняшний день было предпринято множество попыток генерирования плюрипотентных стволовых клеток свиней из клеток эмбрионов, которые заканчивались неудачей. Это первый в мире случай получения искусственных плюрипотентных стволовых клеток из органов парнокопытных животных. Данное исследование представляет огромную важность, поскольку полученные результаты могут быть применены в качестве основы для разработки методов лечения человека и животных», - заявил руководитель исследования, доктор Лэй Сяо (Lei Xiao).

Доктор Сяо, заведующий Лабораторией изучения стволовых клеток в Институте биохимии и цитологии (Шанхай, Китай), и его коллеги достигли успеха в генерировании плюрипотентных стволовых клеток посредством использования транскрипционных факторов с целью перепрограммирования клеток, взятых из ткани уха и костного мозга свиньи.

После введения смеси из перепрограммирующих факторов в клетки с помощью вируса, началось изменение клеток, а затем в лабораторных условиях они трансформировались в колонии стволовых клеток, подобных эмбриональным. Дальнейшие испытания подтвердили, что они действительно являются стволовыми клетками, способными к дифференциации в клетки нескольких типов, составляющие три зародышевых листка - эндодерму, мезодерму и эктодерму (данным свойством обладают лишь эмбриональные стволовые клетки). Результаты, достигнутые при индуцировании плюрипотентных стволовых клеток, свидетельствуют о том, что в дальнейшем исследователям будет достаточно легко получить эмбриональные стволовые клетки свиньи или какого-либо другого копытного.

По мнению доктора Сяо, использование плюрипотентных стволовых клеток свиньи принесет огромную пользу человечеству. В частности, они могут быть использованы в генной инженерии для выведения генетически модифицированных животных с целью трансплантации их органов человеку. Свинья, как биологический организм, по своим функциям и биохимическим свойствам организма в значительной степени схожа с человеком. Даже размеры наших внутренних органов практически совпадают, не говоря уже об их функционировании. Мы могли бы использовать эмбриональные или индуцированные стволовые клетки с измененными генами, отвечающими за иммунную систему организма свиньи, с целью обеспечения совместимости органов свиньи с иммунной системой человека. В этом случае генетически модифицированные свиньи могут стать источниками органов для трансплантации их человеку, а вероятность отторжения трансплантируемых органов будет сведена к минимуму.

«Клеточные линии плюрипотентных стволовых клеток свиньи также могут быть использованы для создания животных моделей генетических заболеваний человека. Возникновение множества заболеваний, таких например, как диабет, вызвано нарушением экспрессии генов. Мы могли бы произвести модификацию генотипа стволовых клеток свиньи и вывести животных с аналогичными генетическими нарушениями, демонстрирующих синдром, подобный тому, который проявляется у пациентов. В результате станет возможным использование данных животных моделей для разработки методов лечения генетических заболеваний, - объясняет профессор. - Например, с целью предотвращения возникновения свиного гриппа мы могли бы вывести генетически модифицированных животных, обладающих иммунитетом к данному заболеванию. Для этого нам потребовалось бы, во-первых, отыскать ген, активизирующий механизм противовирусного действия либо препятствующий распространению вируса свиного гриппа. Следующим этапом было бы введение данного гена в организм свиньи посредством плюрипотентных стволовых клеток (вживление гена). С другой стороны, по причине того, что вирусу свиного гриппа необходимо связаться с рецептором клеточной мембраны с целью проникновения в клетку и дальнейшего распространения по организму, мы могли бы разрушить данный рецептор путем направленного воздействия на гены индуцированных плюрипотентных стволовых клеток свиньи. Таким образом, в результате уничтожения данного рецептора проникновение вируса в организм животного станет невозможным».

По словам ученого, помимо возможности медицинского применения результатов данного открытия, они также могут быть использованы в сельском хозяйстве с целью выведения животных, обладающих более устойчивой иммунной системой, а также выведения более крупных пород животных посредством модификации генов, ответственных за процессы роста и развития организма. Однако ученый полагает, что применение результатов его исследования в медицинской практике начнет осуществляться не раньше, чем через несколько лет.

Следующим этапом данного исследования станет использование индуцированных плюрипотентных стволовых клеток в целях выведения генетически модифицированных свиней, чьи органы смогут быть использованы для их трансплантации человеку, выведения улучшенных пород свиней, а также повышения сопротивляемости организма животных генетическим заболеваниям. В процессе генетической модификации свиней может быть использован как метод вживления генов, в результате чего индуцированные плюрипотентные или эмбриональные стволовые клетки передают геному животного определенную часть генетического материала (наподобие молекулы ДНК), так и метод нокаутирования определенных генов с целью изменения их функционирования.

Комментируя данное исследование, главный редактор журнала, профессор Дангшенг Ли (Dangsheng Li) заявил следующее: «Это исследование является очень интересным для науки, поскольку оно представляет собой первое научное подтверждение возможности генерирования плюрипотентных стволовых клеток из соматических клеток парнокопытных особей, что создает перспективы выведения генетически модифицированных животных для их последующего использования в сельскохозяйственных, научно-исследовательских и терапевтических целях».