Альтернативное плюрипотентное состояние обеспечивает межвидовую химерную компетентность

An alternative pluripotent state confers interspecies chimaeric competency. Jun Wu, Daiji Okamura, Mo Li, et al. Nature. 2015. Vol. 521. No 7552. P. 316–321.

Стволовые клетки – это недифференцированные клетки, которые не утратили свой потенциал к размножению. В зависимости от срока развития организма они могут превращаться в клетки любых тканей (тотипотентные клетки), в клетки любых тканей за некоторым исключением (плюрипотентные клетки) или в клетки определенной ткани. Двумя первыми свойствами обладают эмбриональные стволовые клетки. Но и в тканях взрослого организма присутствует некоторое количество стволовых клеток, которые делятся и заменяют клетки этих тканей. Таким образом ткани в организме постоянно обновляются. Авторы сообщают об обнаружении еще одного типа стволовых клеток. Ученые назвали их регион-селективными плюрипотентными стволовыми клетками (region-selective pluripotent stem cells, rsPSCs). Особенность этих клеток состоит в том, что их специализация определяется не  только сроком развития организма, но и их расположением в развивающемся эмбрионе. Для получения клеток rsPSCs было придумано сочетание химических сигналов, которые применялись к стволовым клеткам человека, делая их пространственно-ориентированными. Затем rsPSCs вводили в конкретные регионы нежизнеспособного эмбриона мыши и культивировали их in vitro в течение 36 часов. Отдельно выращивались обыкновенные стволовые клетки, чтобы сравнить результаты. Обычные стволовые клетки, полученные с помощью традиционных методов, так и не интегрировались в эмбрион, а вот человеческие rsPSCs начали превращаться в ткани на ранних этапах развития – дифференцироваться на три основных клеточных слоя в самом начале развития – на эктодерму, мезодерму и энтодерму. Из этих слоев в эмбрионе и развиваются разные ткани и органы. На этой стадии авторы эксперимент завершили, хотя, по их словам, процесс мог бы пойти и дальше. По мнению авторов, регион-селективные стволовые клетки хранят в себе огромный потенциал для регенеративной медицины, поскольку все манипуляции с ними, в том числе и генетические, осуществлять гораздо проще, чем с другими стволовыми клетками. Вырастить в лаборатории их легче, чем обычные человеческие плюрипотентные стволовые клетки, что является преимуществом для крупномасштабного производства таких клеток, заместительной клеточной терапии и редактирования генов. Проанализировав выращенные клетки, ученые обнаружили у rsPSC особые молекулярные и метаболические характеристики, а также новые эпигенетические подписи. Последние представляют собой химические модификации ДНК, контролирующие, какие именно гены будут включаться или выключаться на определенном этапе, при этом не происходит изменение самой последовательности ДНК. Авторы считают, что клетки rsPSCs обладают огромным потенциалом для изучения эволюции человека, эмбриогенеза, а также природы развития различных заболеваний. Вполне возможно, что на основе этих клеток будут созданы новые методы терапии, а также получат новый импульс исследования в области ксенотрансплантации – использования генетически модифицированных органов животных.

В.В. Стрекопытов