Искусственные стволовые клетки превратили в кроветворные

Две главные особенности эмбриональных стволовых клеток – способность без конца делиться и умение превращаться в специализированные клетки, вроде эпителиальных, мышечных, нервных и т. д. Когда эмбриональная стволовая клетка выбирает некий конкретный «жизненный путь», она перестает делиться и одновременно в ней включаются гены, необходимые для той или иной функции. (Тут стоит уточнить, что между эмбриональной стволовой клеткой и полностью специализированной клеткой есть ряд промежуточных стадий, но про них мы сейчас говорить не будем.)

Искусственный аналог эмбриональных клеток называется индуцированными плюрипотентными клетками. Слово «плюрипотентные» означает, что они, как и их натуральные эмбриональные коллеги, могут дать начало абсолютно любому типу клеток. Слово «индуцированные» указывает на то, что их получили из специализированных клеток, которых с помощью молекулярных сигналов заставили в прямом смысле впасть в детство: например, можно взять фибробласты кожи и сделать из них стволовые клетки. Теперь искусственные стволовые клетки – опять же с помощью коктейля из молекулярных сигналов – теоретически можно превратить во все, что угодно. 

Теоретически – потому что, хотя исследования тут идут полным ходом, какие-то клетки мы уже сравнительно легко можем делать, а какие-то научились получать из искусственных стволовых буквально только что. На днях в Nature вышло сразу две статьи, в которых описывается, как направить развитие искусственных стволовых клеток по кровяному пути развития, чтобы из них получались предшественники клеток крови и сами клетки крови. 

У взрослых людей они формируются из гемопоэтических стволовых клеток, сидящих в костном мозге. Это – пример «частично специализированных» стволовых клеток, которые служат только какой-то одной ткани: гемопоэтические клетки дают только клетки крови, но не нейроны, не мышечные клетки, не клетки кожи. Во время эмбрионального развития они появляются в несколько этапов, и непосредственно перед гемопоэтическими клетками есть стадия гемогенного эндотелия. 

В одной из статей исследователи из Гарвардской медицинской школы, Бостонской детской больницы и Онкоинститута Дейна–Фарбера пишут, как им удалось направить развитие искусственных «всемогущих» стволовых клеток (сделанных из специализированных человеческих клеток) в сторону гемогенного эндотелия и далее, к взрослым кроветворным клеткам. (Чтобы подтолкнуть гемогенный эндотелий двигаться дальше, понадобилась помощь нескольких транскрипционных факторов – специальных белков, которые управляют активностью генов.) Полученные кроветворные клетки пересадили в костный мозг взрослых мышей, и через несколько недель пересаженные клетки уже производили все клеточные элементы крови, от эритроцитов до тромбоцитов. 

Авторы другой статьи, исследователи из Вейл–Корнелл (медицинского кампуса Корнеллского университета), работали с клетками сосудистого эндотелия мышей. Особенность этой работы в том, что специализированные эндотелиальные клетки, которые выстилают внутренние стенки кровеносных сосудов, не обращали в детство – то есть их не превращали в искусственные стволовые клетки. Их перепрограммировали экспресс-методом: дифференцированные эндотелиальные клетки обрабатывали регуляторными белками, которые должны были настроить активность генов так, чтобы клетка «забыла» об эндотелиальных функциях и стала кроветворной. При этом им создавали особую микросреду: перепрограммируемые клетки находились в окружении других клеток, с которыми они обменивались химическими сигналами и благодаря которым перепрограммируемым клеткам оказалось проще сменить специализацию. 

Про некоторые из белков, которые использовали для перепрограммирования клеток, известно, что они связаны с лейкемией, однако никаких признаков лейкемии у мышей не наблюдали – по крайней мере, об этом говорят авторы второй статьи. Так или иначе, полученные результаты предстоит еще перепроверить силами других лабораторий, и, если все будет хорошо, то в перспективе с помощью стволовых клеток можно будет решать разнообразные медицинские проблемы, связанные с кровопотерей или нехваткой того или иного типа кровяных клеток.