Стволовые клетки человека созданы при помощи клонирования

Около 15 лет назад появилась надежда на революцию в биомедицине, связанная с использованием метода клонирования для создания идеально подходящих пациенту тканей, которые можно было бы использовать для лечения широкого спектра заболеваний от диабета до болезни Паркинсона. С тех пор клонирование стало предметом этических дебатов, было обманно опорочено и, в последние годы, находилось в тени конкурирующих методик. Большинство исследовательских групп переключилось на другой метод – создание специфичных для пациента эмбриональных стволовых клеток путем клонирования. Но продолжились тихие дискуссии: действительно ли «терапевтическое» клонирование необходимо?

Работа, проведенная под руководством специалиста в области репродуктивной биологии Шухрата Миталипова (Shoukhrat Mitalipov) из Орегонского Университета Здоровья и Наук в Бивертоне (Oregon Health and Science University, США), определенно вновь разожжет стихнувшие споры. Миталипов и его группа наконец получили специфичные для пациента эмбриональные стволовые клетки путем клонирования и настроены доказать, что метод заслуживает продолжения исследований. Результаты работы опубликованы в журнале Cell [1].

Терапевтическое клонирование, или перенос ядра соматической клетки (ПЯСК, somatic-cell nuclear transfer), заключается в объединении ядра донорской клетки из ткани организма с неоплодотворенной яйцеклеткой, из которой было предварительно удалено ядро. Яйцеклетка «перепрограммирует» ДНК донорской клетки в эмбриональное состояние и делится до тех пор, пока не достигнет стадии бластоцисты, когда у эмбриона происходит разделение на эмбриональные и внезародышевые группы клеток. Затем клетки культивируются для получения стабильной клеточной линии, которая генетически совпадает с донором и может дать начало практически любому типу клеток человеческого организма.

Многие ученые пытались создать линии клеток путем ПЯСК, но попытки были безуспешными. Наиболее печально известен Ву Сук Хванг (Woo Suk Hwang) из Национального Университета Сеула (Seoul National University, Южная Корея), который использовал в экспериментах сотни яйцеклеток человека и сообщил об успешном создании клеточных линий в 2004 и 2005 гг., однако, оба случая оказались сфальсифицированными. Другие исследователи шли иным путем. Миталипов получил линии клеток обезьяны методом ПЯСК в 2007 г. [2], а Дитер Эли (Dieter Egli), специалист по регенеративной медицине Нью-Йоркского Фонда Стволовых Клеток (New York Stem Cell Foundation, США), успешно получил линии человеческих клеток с помощью ПЯСК [3], но только в его случае ядро ооцита оставалось в клетке. В результате, клетки содержали аномальное число хромосом, что ограничивало их использование.

Миталипов и его группа начали работать над проектом в сентябре 2012 г., используя яйцеклетки от молодых женщин, полученные благодаря университетской рекламной кампании. В декабре, после нескольких неудачных попыток, клетки из четырех клонированных эмбрионов, полученных Миталиповым, начали расти. Масашито Тачибана (Masahito Tachibana), специалист по репродукции из Сендаи (Япония), 5 лет проработавший в лаборатории Миталипова, делил 1-миллиметровые скопления клеток и переносил их в новые культуральные чашки, где они продолжали расти, что стало доказательством успеха.

Успеха удалось достичь после некоторых технических изменений. Для объединения яйцеклетки с соматической клеткой исследователи использовали инактивированный вирус Сендай, известный способностью индуцировать деление клеток, а также электрический разряд для активации эмбрионального развития. Когда первые попытки привели к получению шести бластоцист, но еще не стабильных клеточных линий, исследователи добавили кофеин, защищающий яйцеклетки от преждевременной активации.

Ни один из этих методов не является новшеством, но исследователи проверили их сочетание на более чем 1000 яйцеклеток обезьян прежде, чем применили на клетках человека.

Эксперименты заняли всего несколько месяцев. «Мне говорили: ты делал это на обезьянах еще в 2007 году. Почему потребовалось 6 лет для работы с человеческими клетками?» - рассказывает Миталипов. Большую часть времени, по словам ученого, он провел, внимательно изучая законы США по экспериментам с эмбрионами.

Исследователи провели множество экспериментов для подтверждения того, что их клетки могут давать начало различным клеточным типам, включая клетки сердца, которые способны сокращаться спонтанно.

Первая клеточная линия была создана с использованием эмбриональных клеток кожи; другие были получены с использованием донорских клеток от 8-месячного пациента, страдающего редким заболеванием метаболизма – синдромом Лея – для подтверждения того, что эмбриональные стволовые клетки могут быть получены из более зрелых донорских клеток. Разработанная методика не требует чрезмерного количества яйцеклеток: было получено 15 яйцеклеток от одного донора для создания одной клеточной линии и 5 яйцеклеток от другого донора – для другой линии клеток.

В ходе исследования доноры яйцеклеток получили от 3 до 7 тыс. долларов США в качестве компенсации. Это достаточно дорого и, по мнению специалистов в области биоэтики, может привести к торговле органами. В связи с тем, что методика требует уничтожения эмбрионов, Национальные Институты Здоровья (National Institutes of Health, NIH) не могут финансировать создание или исследования полученных методом ПЯСК линий клеток, что препятствует дальнейшим клиническим испытаниям. Однако Миталипов имеет отдельную лабораторию для исследований, поддерживаемых NIH.

Боязнь общественности, что данный метод может быть использован для клонирования человека, является еще одним препятствием. По мнению Бернарда Зигеля (Bernard Siegel), исполнительного директора Института Генетической Политики (Genetics Policy Institute) в Палм Бич, исследование может разжечь «истерию с клонированием», от которой могли бы выиграть противники экспериментов со стволовыми клетками.

Но несмотря на то, что разработанный метод может считаться методом клонирования стволовых клеток (так называемого терапевтического клонирования), он вряд ли позволит получить клоны человека, то есть осуществлять репродуктивное клонирование. Многолетние исследования на обезьянах, в которых применялся метод переноса пронуклеуса соматических клеток, не привели к созданию клонов этих животных. Предполагается, что аналогичная ситуация будет наблюдаться при попытке создания человеческих клонов. Более того, определенная нестабильность человеческих клеток, как было установлено в этом исследовании, является важным фактором, который, вероятно, будет препятствовать развитию клонов.

«Наше исследование направлено на получение стволовых клеток c целью их применения при лечении пациентов с различными заболеваниями. Конечно, значимые достижения в области исследований возможности переноса пронуклеуса всегда вызывают дискуссию в обществе об этичности клонирования человека, но это – не наш случай, и мы не считаем, что полученные нами результаты могут быть использованы другими исследователями с целью осуществления репродуктивного клонирования человека», – говорит Миталипов.

Тем не менее, множество исследователей стволовых клеток перешли к другому методу создания генетически совпадающих специфичных для пациента линий клеток – методу индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), создаваемых путем перепрограммирование клеток взрослого организма в эмбриональное состояние. Впервые анонсированная в 2006 г. [4], методика не требует использования яйцеклеток, клонирования или уничтожения эмбрионов.

«Честно говоря, наиболее удивительным фактом (в этой статье) является то, что кто-то до сих пор получает клетки методом ПЯСК в эру ИПСК», - комментирует Миодраг Стойкович (Miodrag Stojkovic), исследующий ИПСК для использования в регенеративной медицине и руководящий клиникой репродукции в Сербии.

Однако Стойкович, подобно другим исследователям, ожидает результатов непосредственного сравнения ИПСК и клеток, полученных методом переноса ядра. В нескольких работах уже показано, что ИПСК не перепрограммируются полностью, и что полученные путем ПЯСК, клеточные линии более походят на эмбриональные стволовые клетки, полученные методом экстракорпорального оплодотворения. В настоящее время Миталипов и Тачибана проводят исследования по сравнению ИПСК и клеток ПЯСК, полученных из одинаковых донорских клеток.

Двойное видение: человеческие эмбриональные стволовые клетки наконец получены с помощью метода клонирования (фото: OHSU PHOTOS)

По материалам NatureNews

Оригинальная статья:
Nature 497, 295–296 (16 May 2013) doi:10.1038/497295a

Литература:
1. Tachibana, M. et al. Cell http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2013.05.006 (2013).
2. Byrne, J. A. et al. Nature 450, 497–502 (2007).
3. Noggle, S. et al. Nature 478, 70–75 (2011).
4. Takahashi, K. & Yamanaka, S. Cell 126, 663–676 (2006).