Открыт способ разделения «полезных» стволовых клеток от «проблемных» для клеточной терапии

Группа исследователей из Калифорнийского Университета Лос-Анджелеса (University of California, Los Angeles, UCLA) открыла вещество, которое может помочь в удалении из клеточной культуры плюрипотентных стволовых клеток, неверно дифференцирующихся в предшественники тканеспецифичных клеток. Открытие потенциально может привести к разработке более безопасного для пациентов метода лечения стволовыми клетками.

Результаты работы опубликованы в журнале Developmental Cell.

Плюрипотентные стволовые клетки способны превращаться в любой тип клеток организма. В процессе дифференцировки в специфические дочерние клетки, такие как нервные, мышечные клетки или клетки костной ткани, его проходят не все стволовые клетки: некоторые плюрипотентные стволовые клетки остаются недифференцированными. Из-за способности плюрипотентных стволовых клеток дифференцироваться в любой клеточный тип они могут случайным образом превратиться в другие типы клеток или сформировать опухоли, называемые тератомами. Потому выявление и выделение плюрипотентных стволовых клеток из пула дифференцированных особенно важно перед использованием дочерних клеток в терапии, основанной на стволовых клетках. Однако современные методы удаления плюрипотентных стволовых клеток из пула ограничены.

В ходе исследования на клетках Saccharomyces cerevisiae (пекарские дрожжи), проведенного научной группой под руководством Карлы Кехлер (Carla Koehler), профессора химии и биохимии, и доктора Михаэля Тайтелля (Michael Teitell), профессора патологии и педиатрии, была обнаружена молекула MitoBloCK-6, ингибирующая сборку митохондрий – энергетических органоидов клеток. Когда исследователи перешли к более сложным модельным организмам, они установили, что MitoBloCK-6 блокирует развитие сердца у рыбки данио (Danio rerio). Однако MitoBloCK-6 не оказывает влияние на дифференцированные клеточные линии, которые обычно культивируются в лаборатории.

Научный сотрудник Дипа Дабир (Deepa Dabir) тщательно проверила вещество на множестве дифференцированных клеточных линий, однако результаты оставались прежними: клетки оставались здоровыми, то есть MitoBloCK не действовал на дифференцированные клетки. Затем исследователи решили проверить MitoBloCK-6 на плюрипотентных стволовых клетках. Научный сотрудник Киоко Сетогучи (Kiyoko Setoguchi) показала, что плюрипотентные стволовые клетки погибали в присутствии MitoBloCK-6, но недавно прошедшие дифференцировку дочерние клетки оставались устойчивыми к действию вещества.

MitoBloCK-6 вызывает гибель плюрипотентных стволовых клеток, запуская апоптоз – процесс программируемой клеточной гибели. После гибели плюрипотентных стволовых клеток остается популяция дифференцированных клеток, что снижает потенциальный риск развития тератомы и других проблем, которые могут ограничить использование стволовых клеток в качестве лечебной стратегии регенеративной медицины.

«Мы обнаружили, что митохондрии плюрипотентных стволовых клеток подвергаются изменениям в процессе дифференцировки в тканеспецифичные специализированные клетки, - рассказывает Тайтелль, - что может являться ключом к выживанию дифференцированных клеток после обработки образцов веществом MitoBloCK-6. Мы все еще исследуем этот процесс, но теперь известно, что митохондрии играют важную роль в контроле выживаемости плюрипотентных стволовых клеток».

По материалам University of California, Los Angeles (UCLA), Health Sciences

Литература:
Deepa V. Dabir, Samuel A. Hasson, Kiyoko Setoguchi, Meghan E. Johnson, Piriya Wongkongkathep, Colin J. Douglas, Johannes Zimmerman, Robert Damoiseaux, Michael A. Teitell, Carla M. Koehler. A Small Molecule Inhibitor of Redox-Regulated Protein Translocation into Mitochondria. Developmental Cell, 2013; 25 (1): 81 DOI: 10.1016/j.devcel.2013.03.006