Исследователи из Университета Торонто сообщили об открытии клеточного механизма, который способен изменить существующие представления о перепрограммировании клеток. Результаты работы опубликованы в научном журнале Stem Cell Reports и уже вызвали большой интерес в научном сообществе.
Авторы исследования пришли к выводу, что одна из наиболее распространенных теорий клеточной биологии требует серьезного пересмотра. Долгое время считалось, что зрелые клетки можно напрямую перепрограммировать в совершенно другой тип с помощью специальных факторов транскрипции. Однако новые данные показывают, что процесс может происходить совсем иначе, пишет lenta.ru.
Главную роль играют особые стволовые клетки
Во время генетического и клеточного анализа ученые изучили нервные стволовые клетки, расположенные в различных тканях организма. Оказалось, что эффективно превращаться в нейроны способны далеко не все клетки.
Ключевую роль в процессе играют исключительно стволовые клетки нервного гребня. Именно они обладают природной способностью менять специализацию и превращаться в нервные клетки при создании необходимых условий.
Это свойство обусловлено их происхождением. Дело в том, что такие клетки располагаются под волосяными фолликулами кожи и формируются из ее зародышевого слоя. Впоследствии из него развиваются нейроны, уже генетически подготовленные к подобному преобразованию.
По мнению авторов работы, такая особенность объясняет, почему многочисленные попытки перепрограммировать другие зрелые клетки нередко демонстрировали крайне низкую эффективность.
Прежняя теория оказалась недостоверной
Полученные результаты свидетельствуют, что перепрограммирование происходит не между любыми зрелыми клетками, а лишь в тех случаях, когда используются стволовые клетки, имеющие общее эмбриональное происхождение с будущей тканью.
Такой вывод ставит под сомнение концепцию прямого превращения разных клеток друг в друга. Ученые уверены, что современная модель клеточного перепрограммирования нуждается в серьезной корректировке.
Одновременно открытие делает клетки нервной системы одними из наиболее перспективных объектов для клеточной терапии. Поскольку они широко распространены в организме и могут быть получены, к примеру, из кожи. В будущем они способны стать ценным материалом для трансплантологии и регенеративной медицины.
Первые испытания технологии уже начались
Практическое применение подобных разработок уже выходит за пределы лабораторий. Так, американская биотехнологическая компания Life Biosciences сообщила о начале первых клинических испытаний препарата ER-100, предназначенного для частичного перепрограммирования клеток, подтверждает rtvi.com.
Отмечается, что первый пациент уже получил инъекцию экспериментального лекарства в глаз, пораженный глаукомой. Исследование должно оценить безопасность терапии, ее переносимость и возможное влияние на восстановление зрительных функций.
Разработчики рассчитывают вернуть клеткам более «молодое» состояние, восстановив эпигенетические механизмы, которые регулируют активность генов.
Соучредитель компании и профессор Гарвардской медицинской школы Дэвид Синклер считает, что возрастные изменения во многом связаны именно с потерей эпигенетической информации, а не только с накоплением необратимых повреждений. По его словам, нынешние испытания впервые позволят проверить эту гипотезу непосредственно на человеке.
Главный научный сотрудник компании Шэрон Розенцвейг-Липсон подчеркнула, что в экспериментах на животных технология уже показала способность восстанавливать функции тканей и улучшать зрение.
Ставка на клеточное омоложение
Интерес к технологиям клеточного омоложения стремительно растет. По данным зарубежных СМИ, инвестиции в это направление делают крупные технологические предприниматели, включая Джеффа Безоса и Сэма Альтмана, а также фармацевтические корпорации Merck и Eli Lilly.
Важно сказать, что современные исследования основаны на открытии японского ученого Синъи Яманаки, который в 2007 году впервые продемонстрировал возможность перепрограммирования взрослых клеток и впоследствии был удостоен Нобелевской премии. Созданные им «факторы Яманаки» позволяют частично возвращать клеткам свойства более молодого состояния.
Главным препятствием остается безопасность
Несмотря на огромный потенциал технологии, некоторые ученые призывают не торопиться с выводами. Одной из главных проблем остается риск развития опухолей. В ранних экспериментах на животных использование полного набора факторов сопровождалось возникновением новообразований.
Именно поэтому разработчики ER-100 используют только 3 из 4 факторов Яманаки и дополнительно контролируют процесс с помощью антибиотика доксициклина.
Эксперты подчеркивают, что речь пока идет лишь о самых ранних этапах разработки новой терапии. Впереди длительные испытания, которые должны подтвердить безопасность, определить возможные побочные эффекты и доказать эффективность метода в масштабных клинических испытаниях.
Тем не менее открытие канадских биологов и первое внедрение клеточного перепрограммирования уже называют важным шагом к созданию принципиально новых методов лечения возрастных заболеваний и восстановительной медицины.
