Перепрограммирование клеток: использует ли известная технология  резерв своего потенциала?

Перепрограммирование клеток: использует ли известная технология резерв своего потенциала?

Ученые USC преодолели серьезные препятствия в регенеративной медицине, которые до сих пор ограничивали способность использовать перепрофилированные клетки для лечения заболеваний.

Исследователи выяснили, как перепрограммировать ячейки для более надежного переключения их идентичности.  Эта технология использует ферменты, чтобы распутать перепрограммирование ДНК. Технология работает с почти идеальной эффективностью – на мышах и людях – для всех типов клеток, протестированных в лабораториях центра стволовых клеток USC.

Полученные результаты крайне важны, поскольку  устраняют препятствие, не позволяющее ученым найти способы лечения широкого спектра заболеваний, особенно неврологических нарушений и состояний, таких как потеря слуха.

«Эта стратегия значительно улучшит наши способности выполнять перепрограммирование клеток, при помощи которой удастся исследовать регенерацию утраченных тканей и изучить заболевания, не позволяющие провести биопсию на живых пациентах», – отметил  Джастин Ичида (Justin Ichida), доцент кафедры стволовых клеток, биологии и регенеративной медицины в Медицинской школе Кека Университета Южной Калифорнии.

Клеточное перепрограммирование обладает огромным потенциалом в качестве лекарства от болезней, поскольку позволяет ученым изучать клетки и молекулярные процессы на каждом этапе развития заболевания в контролируемых условиях, которые до сих пор были невозможны.

Перепрограммирование включает  превращение клетки в клетку другого типа, например, клетки крови – в мышцу или нервную клетку. Это важно для медицинских исследований, потому что такая методика может быть использована для воссоздания тканей, потерянных из-за болезней, и для изучения заболеваний в тканях, которые не позволяют провести биопсию у  живых пациентов.

Технология, которая известна десятилетиями, не использовала резерв своего потенциала. По словам команды USC, это потому, что ДНК плохо реагирует, когда при проведении манипуляций его пытаются изменить.   

Молекулы ДНК по своей природе извилистые, благодаря конфигурации двойной спирали. Перепрограммирование ДНК требует разматывания, но когда ученые начинают распутывать молекулы, они все теснее связываются.

«Подумайте об этом как о телефонном шнуре, который с самого начала скручивается, а затем получает больше катушек и узлов, когда что-то пытается причинить ему вред», – сказал Ичида.

Чтобы сгладить изломы, исследователи обработали клетки химическим и генетическим коктейлем, который активировал ферменты, называемые топоизомеразами. Процесс работает с использованием энзимов, чтобы открыть молекулы ДНК, снять напряжение в спирали и положить его плавно. В свою очередь, это приводит к более эффективному перепрограммированию клеток, что увеличивает количество клеток, способных к одновременной транскрипции и пролиферации, что необходимо для стимулирования роста ткани. 

Технология имеет множество преимуществ по сравнению с существующей практикой. Сегодня ее можно применять в лабораториях для изучения развития заболеваний и лечения наркозависимости. Этот метод имеет непосредственное применение для изучения шизофрении, болезни Паркинсона и других неврологических заболеваний. В этих случаях можно создать новые ячейки, чтобы заменить потерянные или приобрести клетки, которые нельзя извлечь из людей.

«Основной смысл состоит в том, чтобы можно было понять развитие болезни на клеточном уровне и как болезнь влияет на органы. Это то, что вы можете сделать со стволовыми клетками, но в таком случае передается их состояние. Стволовые клетки сбрасывают эпигенетику и создают новые молодые клетки.  Но этот метод позволяет получить взрослые клетки того же возраста, чтобы лучше изучать заболевания у лиц пожилого возраста, что важно, поскольку пожилые люди страдают от большего количества заболеваний”, – отметил Ичида. 

Последний прогресс в регенеративной медицине дополняет другие недавние технологические достижения, включая редактирование генов, тканевую инженерию и развитие стволовых клеток. Это представляет сближение в регенеративной медицине, приближающее ученых к лечению многих заболеваний. Технология имеет практическое значение для ускорения целенаправленного лечения и точной медицины.

Оставьте свой комментарий