Два способа получения стволовых клеток одинаково эффективны

Научная группа под руководством ученых из исследовательского института Нью-Йоркского Фонда Стволовых Клеток (New York Stem Cell Foundation, NYSCF, США) провела сравнение индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) и эмбриональных стволовых клеток, созданных методом переноса ядра соматической клетки (ПЯСК). Исследователи установили, что полученные обоими методами клетки обладают очень похожим профилем экспрессии генов и паттерном метилирования ДНК. Кроме того, оба метода приводят к возникновению одинакового количества мутаций, а это указывает на то, что процесс превращения взрослых клеток в стволовые сопровождается появлением мутаций независимо от используемого метода. Это свидетельствует о необходимости дальнейшего исследования обоих методов получения стволовых клеток, прежде чем будет установлена возможность их использования для разработки новых методов лечения хронических заболеваний.

Исследовательский институт NYSCF является одной из нескольких лабораторий в мире, занимающихся в настоящее время всеми формами исследований стволовых клеток, включая ПЯСК и ИПСК. Недостаток лабораторий, занимающихся исследованием метода переноса ядра, стал одной из причин основания исследовательского института Нью-Йоркского Фонда Стволовых Клеток в 2006 г.

«Мы пока не знаем, какой метод позволит исследователям создавать наилучшие клетки для клеточной терапии, – говорит Сьюзен Л. Соломон (Susan L. Solomon), заместитель генерального директора и со-основатель NYSCF, – Особенно важно заниматься обоими методами для того, чтобы ускорить исследование и принести новый метод пациентам».

Несмотря на то, что в результате обоих методов получаются плюрипотентные стволовые клетки, способные дать начало любому типу клеток организма, эти подходы различаются. Метод переноса ядра соматической клетки (ПЯСК) заключается в замене ядра яйцеклетки человека ядром зрелой соматической клетки, что приводит к формированию эмбриональных стволовых клеток с генетическим материалом взрослой клетки. И наоборот, создание индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) происходит путем «включения» во взрослых клетках, например, клетках кожи или крови, экспрессии нескольких ключевых генов, что вызывает «возвращение» клеток в эмбрионально-подобное состояние. Эти отличия в методах, в принципе, могут привести к различным свойствам клеток. Прогресс, сделанный ранее в этом году исследователями Фонда стволовых клеток и показавший, что эмбриональные стволовые клетки человека можно получить с использованием метода ПЯСК, оживил споры.

«Наша работа показывает, что теперь мы обладаем двумя методами получения индивидуальных стволовых клеток пациента, имеющих большой потенциал для дальнейшего развития методов лечения хронических заболеваний. Наша работа также станет приятной новостью для многих специалистов, занимающихся фундаментальными исследованиями ИПСК. Результаты показывают, что исследователи, вероятно, имеют дело с клетками, очень похожими на эмбриональные стволовые клетки, по крайней мере, с позиции экспрессии генов и метилирования ДНК. То, как найденные мутации могут повлиять на клиническое использование стволовых клеток, полученных из зрелых клеток, является темой предстоящих дискуссий», – говорит доктор Дитер Эли (Dieter Egli), старший научный сотрудник NYSCF, главный автор статьи.

В ходе исследования, результаты которого опубликованы в приложении Stem Cell журнала Cell, ученые сравнили линии клеток, полученные из одних и тех же источников, но с использованием различных методов, обращая внимание на частоту возникновения генетических мутаций и измеряя близость стволовых клеток к эмбриональному состоянию посредством анализа метилирования ДНК и паттерна экспрессии генов. Исследователи показали, что оба метода привели к формированию типов клеток, обладающих сходным профилем экспрессии генов и паттернами метилирования ДНК. Это позволяет предположить, что оба метода оказались эффективны в превращении дифференцированных клеток в стволовые.

Кроме того исследователи показали, что клетки, полученные как методом ПЯСК, так и ИПСК, несут сходное количество генетических мутаций, что предполагает, что ни один из методов не превосходит другой в этом отношении. Также было обнаружено сходное количество изменений в метилировании ДНК импринтированных генов (генов, метилированных различным образом в зависимости от того, происходят ли они от отцовской или материнской аллели). Важно отметить, что оба метода привели к получению клеток, несущих больше отклонений, чем эмбриональные стволовые клетки, полученные из неоплодотворенной яйцеклетки человека, или чем эмбриональные стволовые клетки, полученные из оставшихся после ЭКО эмбрионов. Эти сведения позволяют предположить, что небольшое количество нарушений унаследовано поколением стволовых клеток, полученных из взрослых дифференцированных клеток, и возникает независимо от использованного метода.

фото: Image courtesy of New York Stem Cell Foundation

По материалам New York Stem Cell Foundation

Оригинальная статья:
Bjarki Johannesson, Ido Sagi, Athurva Gore, Daniel Paull, Mitsutoshi Yamada, Tamar Golan-Lev, Zhe Li, Charles LeDuc, Yufeng Shen, Samantha Stern, Nanfang Xu, Hong Ma, Eunju Kang, Shoukhrat Mitalipov, Mark V. Sauer, Kun Zhang, Nissim Benvenisty, Dieter Egli. Comparable Frequencies of Coding Mutations and Loss of Imprinting in Human Pluripotent Cells Derived by Nuclear Transfer and Defined Factors. Cell Stem Cell, 2014; 15 (5): 634 DOI: 10.1016/j.stem.2014.10.002