Ученые случайно обнаружили ранее неизвестный тип cтволовых клеток.

Ученые случайно обнаружили ранее неизвестный тип cтволовых клеток. «Локально-селективные» плюрипотентные клетки повышают возможность выращивания человеческих органов внутри животного организма

Недавно обнаруженный тип стволовых клеток может обеспечить создание модели раннего человеческого развития и, со временем, позволит выращивать человеческие органы внутри больших животных (например, в коровах или свиньях), что будет полезно как для исследований, так и для терапевтических целей.

Хуан Карлос Бельмонте, занимающийся биологией развития в Институте биологических исследований Солка в Ла-Холья, Калифорния, и его коллеги в ходе своих экспериментов, пытаясь пересадить эмбриону мыши человеческие стволовые клетки, совершенно случайно наткнулись на ранее неизвестную разновидность плюрипотентных клеток человека, которые могут дать начало любой ткани организма.

До этого ученым было известно о двух других типах плюрипотентных стволовых клеток, но выращивание их в больших количествах и управление их дальнейшей дифференциацией вызывали некоторые проблемы. Бельмонте и коллеги же сообщают о новом типе плюрипотентных клеток, которые гораздо легче выращивать in vitro и трансплантировать в эмбрионы при введении в нужном месте. Они называют их «Локально-селективные плюрипотентные стволовые клетки» (rsPSCs)

Учитывая, что эти клетки растут быстрее и стабильнее, чем другие типы плюрипотентных клеток, они могут быть более полезными в разработке новых методов лечения, утверждает Пол Тезар из Западного резервного университета Кейза в Кливленде, Огайо.

Микровыращивание (Micro Brew)

Таким образом, Бельмонте и коллеги пытались пересадить известные разновидности плюрипотентных клеток человека в эмбрионы мышей in vitro. Они подготовили эти клетки, выращивая их на питательных средах с различными комбинациями факторов роста и других химических веществ. Одна из комбинаций оказалась наиболее эффективной и способствовала клеточному росту и пролиферации. Клетки, что развивались в этой среде, проявляли отличный от остальных плюрипотентных клеток тип метаболизма и экспрессии генов. Но, тем не менее, эти клетки не прижились в эмбрионе мыши.

Для того, чтобы точно определить факторы, сдерживающие интеграцию клеток в организм, исследователи вводили человеческие клетки в 3 разных участка 7,5-дневного эмбриона мыши. 36 часов спустя оказалось, что только клетки, которые были введены в каудальную часть эмбриона смогли прижиться, интегрироваться и дифференцировать в правильные клеточные слои, образовывая нечто фантастическое – организм с ДНК другого происхождения. Учитывая то, что эти клетки предпочитали определенную часть эмбриона для дальнейшего развития, исследователи назвали их «локально-селективными».

Бельмонте подозревает, что, возможно, эмбрионы содержат различные типы плюрипотентных стволовых клеток, включая rsPSCs, в период своего раннего развития. До конца не ясно, играют ли rsPSCs роль в таком важном процессе детерминации, как определение того, какая часть эмбриона станет краниальным, а какая каудальным концом тела. Определение различных типов плюрипотентных клеток позволит исследователям изучить ранние стадии эмбрионального развития человека путем трансплантации стволовых клеток в эмбрионы животных.

Два к одному

Кроме того, Бельмонте и коллеги выяснили, что для редактирования генома локально-селективных стволовых клеток можно использовать ферменты-рестриктазы, что даст ожидаемый результат, в отличии от аналогичного процесса с обычными стволовыми клетками, где на этом этапе обычно возникали трудности.  Редактирование генома может помочь ученым оптимизировать возможность человеческих клеток расти в других видах, позволяя создать трансгенные организмы. Тезар утверждает, что идея использования человеческих плюрипотентных клеток, таких как rsPSCs, чтобы создать животных с человеческими органами, не настолько нереальна, как может казаться на первый взгляд, но, в тоже время, для достижения результата в ходе работы придется столкнуться с рядом серьезных трудностей. Например, неизвестно, как иммунная система животного воспримет человеческий орган: узнает его как собственный или же атакует как чужеродное тело. К тому же, сигнальные молекулы, что управляют ростом и образованием органов, могут отличаться в животных и у людей, и человеческий орган может развиваться быстрее или медленнее развития органа животного.

Бельмонте признает эти проблемы, добавляя, что кроме технических моментов могут возникнуть и этические трудности в вопросе создания жизнеспособного гибрида человека и животного. В то же время, его лаборатория уже начала серию исследований по трансплантации стволовых клеток в эмбрионы свиньи, и это, как утверждает ученый, только первый шаг.

Naturedoi:10.1038/nature.2015.17496

Перевод: Татьяна Юзвинкевич

Оригинал: http://old.www.nature.com/news/scientists-stumble-across-unknown-stem-cell-type-1.17496