Гемопоетичні клітини кісткового мозку можна отримати перепрограмуванням інших типів клітин.
Дві головні особливості ембріональних стовбурових клітин - здатність без кінця ділитися і вміння перетворюватися на спеціалізовані клітини, на зразок епітеліальних, м'язових, нервових тощо. Коли ембріональна стовбурова клітина вибирає якийсь конкретний «життєвий шлях», вона перестає ділитися і одночасно в ній включаються гени, необхідні для тієї чи іншої функції. (Тут варто уточнити, що між ембріональною стовбуровою кліткою і повністю спеціалізованою кліткою є ряд проміжних стадій, але про них ми зараз говорити не будемо.)
Штучний аналог ембріональних клітин називається індукованими плюрипотентними клітинами. Слово «плюрипотентні» означає, що вони, як і їхні натуральні ембріональні колеги, можуть дати початок абсолютно будь-якому типу клітин. Слово «індуковані» вказує на те, що їх отримали зі спеціалізованих клітин, яких за допомогою молекулярних сигналів змусили в прямому сенсі впасти в дитинство: наприклад, можна взяти фібробласти шкіри і зробити з них стовбурові клітини. Тепер штучні стовбурові клітини - знову ж таки за допомогою коктейлю з молекулярних сигналів - теоретично можна перетворити на все, що завгодно.
Теоретично - тому що, хоча дослідження тут йдуть повним ходом, якісь клітини ми вже порівняно легко можемо робити, а якісь навчилися отримувати зі штучних стовбурових буквально тільки що. Днями в Nature вийшло відразу дві статті, в яких описується, як спрямувати розвиток штучних стовбурових клітин по кров'яному шляху розвитку, щоб з них виходили попередники клітин крові і самі клітини крові.
У дорослих людей вони формуються з гемопоетичних стовбурових клітин, що сидять у кістковому мозку. Це - приклад «частково спеціалізованих» стовбурових клітин, які служать тільки якоїсь однієї тканини: гемопоетичні клітини дають тільки клітини крові, але не нейрони, не м'язові клітини, не клітини шкіри. Під час ембріонального розвитку вони з'являються в кілька етапів, і безпосередньо перед гемопоетичними клітинами є стадія гемогенного ендотелію.
В одній зі статей дослідники з Гарвардської медичної школи, Бостонської дитячої лікарні та Онкоінституту Дейна-Фарбера пишуть, як їм вдалося спрямувати розвиток штучних «всемогутніх» стовбурових клітин (зроблених зі спеціалізованих людських клітин) у бік гемогенного ендотелію і далі, до дорослих кроветворних клітин. (Щоб підштовхнути гемогенний ендотелій рухатися далі, знадобилася допомога декількох транскрипційних факторів - спеціальних білків, які керують активністю генів.) Отримані кровотворні клітини пересадили в кістковий мозок дорослих мишей, і через кілька тижнів пересаджені клітини вже виробляли всі клітинні елементи крові, від еритроцитів до тромбоцитів.
Автори іншої статті, дослідники з Вейл-Корнелл (медичного кампусу Корнелського університету), працювали з клітинами судинного ендотелію мишей. Особливість цієї роботи в тому, що спеціалізовані ендотеліальні клітини, які вистилають внутрішні стінки кровоносних судин, не звертали в дитинство - тобто їх не перетворювали на штучні стовбурові клітини. Їх перепрограмували експрес-методом: диференційовані ендотеліальні клітини обробляли регуляторними білками, які повинні були налаштувати активність генів так, щоб клітина «забула» про ендотеліальні функції і стала кровотворною. При цьому їм створювали особливу мікросреду: клітини, що перепрограмуються, перебували в оточенні інших клітин, з якими вони обмінювалися хімічними сигналами і завдяки яким клітинам, що перепрограмуються, виявилося простіше змінити спеціалізацію.
Про деякі з білків, які використовували для перепрограмування клітин, відомо, що вони пов'язані з лейкемією, проте ніяких ознак лейкемії у мишей не спостерігали - принаймні, про це говорять автори другої статті. Так чи інакше, отримані результати належить ще перевірити силами інших лабораторій, і, якщо все буде добре, то в перспективі за допомогою стовбурових клітин можна буде вирішувати різноманітні медичні проблеми, пов'язані з крововтратою або браком того чи іншого типу кров'яних клітин.
За матеріалами The Scientist.