Снова индуцированные плюрипотентные стволовые клетки

11.08.201121730
Возможность получения стволовых клеток из кожи больных и последующее их использование для лечения от различных заболеваний, включая болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и раковые заболевания, вызвала несколько лет назад большой интерес ученых, занимающихся стволовыми клетками. Применение подобных терапевтических методов позволило бы избежать сомнительной необходимости использования стволовых клеток, полученных из человеческих эмбрионов, а также обойти иммунологические проблемы, связанные с лечением больного клетками, полученными от другого человека.

Однако за пять лет, прошедших с момента опубликования первой статьи, описывающей получение стволовых клеток из клеток взрослого организма – так называемых индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК), возникли неожиданные проблемы, связанные с использованием этих клеток, включая проблему иммунологической безопасности их применения.

«Неудивительно обнаружить такие препятствия при использовании новейших технологий, но это не должно отпугнуть ученых от активного участия в развитии этого направления исследований», - считает профессор клеточной биологии и анатомии человека Пол С. Кнопфлер (Paul S. Knoepfler) из Калифорнийского Университета (University of California).

Руководство по поиску решения проблем, возникших с иПСК, описанное Кнопфлером и доктором Бонни Баррилло (Bonnie Barrilleaux), будет опубликовано в журнале Cell Stem Cell.

«иПСК могут стать альтернативой медикаментозному или хирургическому лечению, либо применяться в качестве дополнительной терапии многих заболеваний. Проблемы, выявленные при использовании этих клеток, вероятно, могут быть преодолены, что позволит иПСК «перепрыгнуть» из лабораторной посуды в клинику», - говорит Кнопфлер, который также является преподавателем Геномного Центра (UC Davis Genome Center) и Центра Онкологических Заболеваний Калифорнийского Университета (UC Davis Cancer Center).

Впервые иПСК были получены в 2006 г. из клеток мышей, а в 2007 г. – из клеток человека. Они обладают многими характеристиками, аналогичными характеристикам человеческих эмбриональных стволовых клеток. Однако иПСК получают в лаборатории из клеток взрослого организма путем генетической модификации. Теоретически клетки кожи человека можно, сделав из них иПСК, затем «заставить» дифференцироваться в нейроны, которые вырабатывают, например, нейромедиатор дофамин, а затем трансплантировать их в области головного мозга, где наблюдается дефицит этих клеток у пациентов с болезнью Паркинсона. Аналогично для регенерации миокарда после инфаркта можно индуцировать дифференцировку иПСК в клетки сердца и сосудов.

Одним из преимуществ использования иПСК по сравнению с эмбриональными стволовыми клетками (ЭСК) является отсутствие проблемы отторжения трансплантируемых клеток из-за иммунологических различий между донором (эмбрионом) и реципиентом, потому что иПСК получают от каждого пациента, нуждающегося в лечении. Результаты недавно проведенного на мышах исследования по использованию иПСК показали, что в некоторых случаях отторжение иПСК все же возможно. Однако Кнопфлер считает, что исследование было направлено на изучение опухолей, которые проявляют высокую иммуногенность, и результаты подобных исследований нельзя переносить на человека. Не смотря на то, что способность человеческих иПСК «избегать внимания» иммунной системы должна быть более детально изучена, Кнопфлер уверен, что иПСК остаются привлекательным путем развития медицинского направления использования стволовых клеток в дополнении к эмбриональным стволовым клеткам.

Другой проблемой использования иПСК и ЭСК является то, что клетки, обладающие способностью дифференцироваться в различные типы, склонны к бесконтрольному росту, приводя к образованию опухолей в организме реципиента. Кнопфлер упоминает исследования, в которых проводилась трансплантация большого количества недифференцированных стволовых клеток мышам, получавших иммуносупрессирующие лекарственные препараты для профилактики развития реакции «трансплантат против хозяина», что создало идеальные условия для возникновения у животных рака. «Такой сценарий неприменим для лечения пациентов», - замечает ученый.

Терапия стволовыми клетками уже многие годы успешно используется для лечения больных онкологическими заболеваниями крови. Использование иПСК, возможно, расширит спектр заболеваний, которые можно вылечить стволовыми клетками, без возникновения этических проблем и проблем безопасности, обусловленных применением ЭСК, хотя многие исследователи считают, что иПСК вряд ли найдут применение в клинике.

Пол Кнопфлер изучает процессы, определяющие поведение стволовых клеток во время нормального эмбрионального развития, а также во время процессов регенерации. Он также исследует, каким образом нарушается работа систем контроля при пороках развития и онкологических заболеваниях. Одним из ключевых направлений научных исследований, проводимых сотрудниками лаборатории Кнопфлера, является использование геномных технологий для изучения биологии стволовых клеток, а также того, каким образом изменить поведение стволовых клеток, чтобы иметь возможность применять их в клинической практике.

По материалам:
University of California - Davis Health System

Оригинальная статья:
Bonnie Barrilleaux, Paul S. Knoepfler. Inducing iPSCs to Escape the Dish. Cell Stem Cell, 5 August 2011 9(2) pp. 103 - 111 DOI: 10.1016/j.stem.2011.07.006

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей