Виявлено серйозну перешкоду на шляху лікування людини стовбуровими клітинами
Зображення, створене за допомогою конфокальної мікроскопії, демонструє людські фібробласти: синім кольором позначені ядра, червоним кольором мітохондрії, зеленим мікротрубочками
Колонії плюрипотентних стовбурових клітин людини
Головна перевага стовбурових клітин полягає в тому, що вони є своєрідним унікальним ремонтним матеріалом — вони можуть перетворюватися на клітини будь-якої тканини. Організм протягом життя використовує сховища стовбурових клітин для заліковування ушкоджень, що накопичуються з віком. Однак ці банки завжди молодих клітин не є нескінченними. Тому вчені по всьому світу вчаться "перепрограмувати" клітини дорослого організму (які вже стали, наприклад, шкірою) назад у молодий стан, щоб потім використовувати універсальні клітини для лікування тієї чи іншої хвороби.
Такі клітини називаються індукованими стовбуровими плюрипотентними клітинами (iPSCs): індукованими, тому що їх фактично змусили знову стати стовбуровими, а плюрипотентними, тому що вони можуть перетворитися хоч на клітини кісткової тканини, хоч м'язової (або будь-якої іншої). iPSCs вже показали свою придатність для клінічного застосування (причому саме на пацієнтах похилого віку). Однак результати нового дослідження, проведеного фахівцями з Орегонського університету наук про здоров'я, показали: доведеться зробити ще багато роботи, перш ніж розпочати широке використання цієї методики.
Чим старшим стає пацієнт, тим більша ймовірність того, що дорослі клітини, отримані з його організму, нестимуть низку генетичних мутацій, які, у свою чергу, можуть вплинути і на роботу клітин "перепрограмованих" назад у молоді. Ці мутації зустрічаються в ДНК мітохондрій - органел, що живлять клітини іякі мають свої власні геноми. Кожна клітина може містити сотні мітохондрій.
Щоб перевірити, як саме генетичні зміни в мітохондріях можуть впливати на плюрипотентні клітини, команда на чолі з репродуктивним біологом Шукратом Міталіповим (Shoukhrat Mitalipov) зібрала зразки шкіри та крові у 72-річного добровольця. Вчені секвенували ДНК зразків, а потім трансформували дорослі клітини на стовбурові шляхом за допомогою вірусів (віруси не можуть заразити клітини, але, змінюючи їх ДНК, викликають експресію кількох генів, що працюють на ранніх стадіях ембріонального розвитку).
Коли дослідники виділили та секвенували ДНК з отриманих стовбурових клітин, вони не виявили високу частоту мутацій у мітохондріях загалом. Однак, коли вони вивчили ДНК окремих клітин, вибраних випадковим чином, вони виявили широке розмаїття мутацій у мітохондріях, непомічене при загальному погляді.
Після цього вчені аналізували зразки шкіри та крові, взяті у 14 осіб у віці від 24 до 72 років. І чим старшим був учасник, тим більше мутацій у мітохондріях у нього виявлялося. Декілька мутацій торкалися гена білка, який може вплинути на те, наскільки добре плюрипотентні клітини функціонуватимуть при пересадці в тіло пацієнта.
Сам Міталіпов припускає, що дослідники, які збираються використовувати плюрипотентні клітини для лікування, повинні виділити щонайменше десяток клітин, а потім використовувати одну з них з найкращими мітохондріями для створення клітинної лінії, яка і буде використана для терапії.
Також, за його словами, дані висновки підтримують використання методики, відомої як терапевтичне клонування, за якої стовбурові клітини створюються шляхом перенесення ядра клітини хворої людини.у здорову молоду клітину, позбавлену власного ядра, але має здорові мітохондрії. Ця модифікована клітина потім використовується для генерації бластоцисти, або людського ембріона, на ранній стадії розвитку, який містить мітохондрії здорового донора та ДНК ядра пацієнта. Однак ця технологія надто складна і досі доступна лише декільком лабораторіям у світі.
Також ці результати стали аргументом на користь використання ембріональних стовбурових клітин замість плюрипотентних.
Надалі команда Міталіпова планує провести низку досліджень, які покажуть, наскільки важливими є подібні мітохондріальні мутації.