Начать с чистого листа. Ученые считают, что могут "стереть память" стволовых клеток

Стволовые клетки являются уникальной категорией клеток в организме человека, которая обладает удивительной способностью дифференцироваться в различные типы клеток. Эта присущая им универсальность делает их бесценными в медицинской сфере, где продолжаются исследования, изучающие их потенциал в замене поврежденных клеток, связанных с такими заболеваниями, как болезнь Паркинсона, пишет Medical Xpress.

У Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Теперь изучаются два основных пути получения стволовых клеток. Один подход предусматривает изъятие стволовых клеток из человеческих эмбрионов, что требует этических и прагматических ограничений. Другим способом индуцированные стволовые плюрипотентные клетки (iPS-клетки) можно получить из клеток взрослого человека, находящихся в коже или других тканях.

Однако использование iPS-клеток осложняет один довольно странный феномен. Эти клетки иногда могут сохранять остатки своей первоначальной клеточной идентичности — "память", что может поставить под угрозу их предсказуемость и эффективность, когда их направляют на перерождение в другой тип клеток.

Значительным прорывом стала разработка метода удаления этой клеточной памяти из iPS-клеток, что усиливает их сходство с эмбриональными стволовыми клетками.

Выращивание зрелых специальных клеток, таких как клетки кожи, с целью получения iPS-клеток имеет большие перспективы в области регенеративной медицины. Регенеративная медицина — это междисциплинарная отрасль, которая сосредоточена на омоложении, восстановлении или замене поврежденных, или больных клеток, органов или тканей.

Более того, поскольку iPS-клетки можно получить из собственной ткани пациента, потенциал отторжения иммунной системой пациента уменьшается, что является существенным преимуществом. Перспектива получения клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин, для людей, борющихся с диабетом, является показательной для потенциального применения iPS-клеток, хотя этот потенциал все еще находится на стадии исследования.

Несмотря на стремительное развитие исследований iPS-клеток, на пути к этому стоят многочисленные технические препятствия. Они охватывают совершенствование контроля над конкретными типами клеток, в которые превращаются iPS-клетки, и обеспечение безопасности процесса перепрограммирования.

Центральное техническое препятствие заключается в концепции "эпигенетической памяти". Понимание этого явления требует углубления в сферу эпигенетики, где внешние факторы влияют на активность генов, не изменяя при этом саму последовательность ДНК. Совокупность этих эпигенетических изменений в клетке называется эпигеном.

Хотя все клетки имеют одинаковую ДНК, эпиген управляет процессом активации или деактивации генов, в конце концов, направляя клетку к приобретению определенной идентичности — будь то клетка сердца, почки или другого типа. Подобно тому, как закладки направляют интерпретацию рецептов в кулинарной книге, эпигенетические метки организуют экспрессию генетической информации, не изменяя саму ДНК.

После перепрограммирования зрелых клеток в клетки iPS целью является устранение этих эпигенетических "закладок". Однако, полное уничтожение этих маркеров остается недостижимым. Следствием этого является сохранение "эпигенетической памяти", которая влияет на поведение iPS-клеток.

Это явление является камнем преткновения для эффективного использования iPS-клеток, поскольку оно препятствует беспрепятственному преобразованию iPS-клеток в желаемые типы клеток. Кроме того, это может повлиять на функциональность полученных клеток.

В случаях, когда iPS-клетки предназначены для восстановления поджелудочной железы, но несут на себе отпечаток клеток кожи, их пригодность как настоящих клеток поджелудочной железы может быть неполная.

Если iPS-клетки эффективно избавятся от своей предыдущей клеточной принадлежности, они смогут выполнять любую желаемую клеточную роль с большей стабильностью. Это имеет глубокие последствия для создания специализированных клеток, необходимых для терапии, будь то клетки, вырабатывающие инсулин для лечения диабета, или нейронные клетки для борьбы с болезнью Паркинсона.

Кроме того, этот манёвр обещает смягчить непредсказуемые осложнения или аберрантное поведение, которые могут возникать, когда iPS-клетки интегрируются в медицинские вмешательства.

Эта статья основывается на последних научных и медицинских исследованиях и не противоречит им. Текст носит лишь информационный характер и не содержит медицинских советов. Для установления диагноза обязательно обратитесь к врачу.