Недавно опубликованное исследование шведских ученых из Университета Лунда (Lund University) доказало возможность перепрограммирования взрослых клеток кожи – фибробластов – непосредственно в клетки мозга, минуя стадию стволовых клеток. Неожиданно простой метод заключаются в активации трех генов фибробластов. Ученым известно, что эти гены активны при образовании клеток головного мозга в период развития плода. Новая методика позволяет избежать многих этических дилемм, с которыми сталкиваются исследователи, занимающиеся изучением стволовых клеток.

Микрофотография клеток кожи – фибробластов – в тканевой культуре.
(Credit: iStockphoto/Torsten Wittmann)

Впервые исследовательская группа из Университета Лунда в Швеции добилась успеха в создании специфического типа нервных клеток из клеток кожи человека. С перепрограммированием клеток соединительной ткани, называемых фибробластами, непосредственно в нейроны открывается новая область, способная поднять трансплантацию клеток на новый уровень. Открытие изменяет представление о функциях и возможностях зрелых клеток на фундаментальном уровне. Использование в качестве отправной точки зрелых, а не стволовых клеток позволило шведским ученым избежать многих этических вопросов, связанных с изучением и использованием в клинической практике человеческих эмбриональных стволовых клеток.

«Мы даже не ожидали, что это будет работать – по началу, по большей части, это было просто интересным экспериментом. Однако скоро мы увидели, что эти клетки удивительно чувствительны к инструкциям», – рассказывает руководитель исследовательской группы Малин Пармар (Malin Parmar).

Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что трансформация клеток кожи может быть направлена в сторону определенных типов нейронов.

Выращенный в культуре фибробласт
(световая микрофотография).
(Credit: Dr. Gоpal Murti/Science Photo Library)

В экспериментах, где было активировано еще два гена, ученым удалось получить дофамин-продуцирующие клетки мозга – тип нейронов, погибающих при болезни Паркинсона. Таким образом, открытие является важным шагом к получению пригодных для трансплантации нервных клеток из тканей самого пациента. Помимо клинической медицины такие клетки могут использоваться и в качестве моделей для изучения целого ряда нейродегенеративных заболеваний.

В отличие от более ранних методов перепрограммирования, в которых клетки кожи сначала преобразуются в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (induced pluripotent stem cells, iPS cells), прямое перепрограммирование означает, что фибробласты не проходят стадию стволовых клеток. Исследования в области клеточной трансплантации уже давно сдерживаются предрасположенностью некоторых стволовых клеток к бесконтрольному делению и образованию опухолей. Отсутствие стадии стволовых клеток, вероятно, исключает риск развития опухолей при дальнейшей трансплантации таких клеток.

До того как метод прямого перепрограммирования начнет использоваться в клинической практике, необходимо выполнить большой объем исследований и выяснить, насколько хорошо новые нейроны будут выживать и функционировать в мозге. В перспективе врачи смогут получать необходимые пациенту клетки мозга из образца его кожи или волос. Немаловажно, что специализированные клетки, полученные из клеток собственных тканей пациента, будут, как предполагается, лучше приняты его иммунной системой, чем пересаженные из донорской ткани.

«Мы надеемся, что в долгосрочной перспективе сможем получать, например, дофамин-продуцирующие клетки из взятого у пациента биопсийного образца и пересаживать их для лечения болезни Паркинсона», – комментирует результаты своей работы Малин Пармар.

Он и его группа сейчас продолжают исследования, направленные на получение других типов клеток мозга, используя свой новый метод.

Аннотация к статье

Direct conversion of human fibroblasts to dopaminergic neurons