В Израиле «взрослые» клетки смогут превратить в стволовые

Как известно, многие перспективные проекты по лечению самых тяжелых заболеваний имеют в своей основе использование стволовых клеток. Однако механизмы работы таких клеточных элементов еще требуют подробного изучения. Решением этой проблемы не устают заниматься израильские специалисты. Так недавно исследователи из крупного медицинского учреждения этой страны Института Вейцмана смогли еще больше упорядочить процесс превращения «взрослых» клеток человеческого организма в эмбриональные стволовые клеточные элементы. Результаты данной научной работы были опубликованы на страницах научного издания Nature.

Известно, что стволовые клетки имеют огромный потенциал для лечения самых различных заболеваний и решения многих проблем в медицинской сфере.  Именно поэтому ученые, разработавшие процесс создания стволовых эмбриональных клеток из клеток кожи, были удостоены Нобелевской премии в 2012 году. Однако, не смотря на все достижения медицины, на тот момент процесс «превращения» специализированных клеток организма в стволовые оставался достаточно медленным и не всегда эффективным. Именно это и некоторые другие вопросы становились препятствием для широкого использования эмбриональных клеточных элементов в клинической практике.

Благодаря новому исследованию в данной области, которое провели израильские исследователи в стенах лаборатории Якуба Хана в Реховоте, возможно, удастся в корне изменить сложившуюся ситуацию.  При проведении эксперимента доктор Хана совместно с коллегами обнаружила те тормозные механизмы, которые сдерживали эффективное производство стволовых клеток.  Кроме того по мере исследования данных процессов ученым удалось установить, что нейтрализуя такой «тормоз», удается синхронизировать процесс получения необходимого клеточного материала. В результате эффективность процесса синтеза стволовых клеток из «взрослых» клеточных элементов организма повышается с 1 до 100%.

Исследователи из Израиля говорят, что результаты проведенной ими работы смогут значительно облегчить процесс производства стволовых клеток для медицинских целей. Кроме того вскоре могут быть сделаны первые шаги в понимании того таинственного механизма, благодаря которому зрелые клетки возвращаются к зачаточному состоянию.

Основной характеристикой стволовых клеток является отсутствие четкой специализации, благодаря чему в определенных условиях они могут превращаться в самые разные клеточные элементы. Именно это придает им такую ценность. Так эмбриональные клетки могут использоваться для лечения аутоиммунных заболеваний, регенерации поврежденных тканей и даже выращивания органов, пригодных для трансплантации.

В большом количестве стволовые клетки присутствуют в эмбрионах человека. Однако широкое использование клеточных элементов, полученных таким путем, несколько затрудненно по этическим и экономическим соображениям. Именно поэтому большие надежды ученые всего мира возлагали на открытие 2006 года. Тогда ученые из Университета Киото доказали, что существует возможность перепрограммировать взрослые клетки, превратив их в стволовые. Полученные таким путем клеточные элементы носят название индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. При их создании исследователи производят имплантацию четырех дополнительных генов в их ДНК. Однако такой процесс получения клеточного материала является довольно кропотливым и длительным. При этом первые результаты удается получить не ранее, чем через месяц, и лишь 1% обработанных клеток возвращается к своему зачаточному состоянию.

Именно поэтому доктор Хана задалась вопросом: «Что же именно мешает успешному перепрограммированию большего количества клеток?».  Для того, чтобы решить данную  проблему группа израильских исследователей сконцентрировалась на белке MBD3, функция которого ранее была не известна. Этот белок привлек внимание ученых потому, что он присутствует в каждой клетке человеческого организма на любом из этапов его развития. В то же время большинство белковых молекул являются специфичными и обнаруживаются лишь в определенных клеточных элементах.

При проведении исследования ученые установили, что исключением из правила насчет белка MDB3 являются лишь первые три дня после зачатия. Именно в этот промежуток времени в оплодотворенной яйцеклетке запускаются процессы деления, что заставляет эмбрион рати. На этой стадии он представляет собой округлое образование из плюрипотентных стволовых клеток, из которых в конечном итоге формируются все ткани организма. На четвертый же день зачатия клетки теряют свой плюрипотентный статус, так как начинается процесс дифференцировки. Только после этого в них появляются молекулы белка MDB3.

Израильские ученые смогли установить, что удаление из зрелой клетки MDB3 способно вернуть ее в зачаточное состояние за максимально короткий срок. Благодаря этому время получения необходимого клеточного материала сокращается с 4-х недель до 8-ми дней. При этом исследователям удалось отследить процесс превращения клеток шаг за шагом, что в скором времени поможет полностью описать данный механизм. Достижение поставленных задач, позволит значительно продвинуться в лечении многих заболеваний.