Команде ученых из Испанского национального центра по раковым исследованиям (CNIO) впервые удалось перепрограммировать зрелые клетки в эмбриональные стволовые клетки непосредственно в живом организме. Причем, как оказалось, полученные таким образом клетки обладают свойствами тотипотентности — способностью дифференцироваться в любые клетки организма, чего ранее не удавалось добиться в лабораторных условиях.
Группе под руководством Мануэля Серрано (Manuel Serrano), по сути, удалось повторить в живом организме одно из важнейших достижений биомедицинской науки последних лет — лабораторные эксперименты Синьи Яманаки по перепрограммированию зрелых клеток кожи мыши в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) путем внесения в них четырех генов (факторов Яманаки), за что он получил Нобелевскую премию по медицине 2012 года. iPSC способны специализироваться в клетки почти всех типов, присутствующие во взрослом организме за некоторыми исключениями, например они не могут превратиться в клетки плаценты.
Серрано и его коллеги пошли дальше Яманаки — они вывели линию трансгенных мышей, во всех клетках которых присутствовуют гены — факторы Яманаки, активирование которых возможно путем введения специального препарата. В результате активации факторов Яманаки зрелые клетки различных тканей и органов мышиного организма вернулись на ступень назад в своем эволюционном развитии, превратившись в эмбриональные стволовые клетки. У мышей развились тератомы — опухоли из эмбриональных и плацентарных клеток, а у двух животных сформировались псевдо-эмбриональные структуры в брюшном отделе, в которых присутствовали три характерных типа клеток (эктодерма, мезодерма и эндодерма), а также желточная оболочка и зачаточной система кроветворения.
При этом эмбриональные стволовые клетки, полученные в живом организме, по своей способности к дифференциации превзошли iPSC — они превратились в еще более примитивные тотипотентные клетки, эквивалентные клеткам человеческого эмбриона через 72 часа после зачатия. На этом очень раннем этапе развития клетки эмбриона обладают способностью специализироваться в абсолютно любые клетки организма, включая плацентарные.
«Полученные нами in vivo стволовые клетки оказались гораздо более разносторонними по своим свойствам, чем полученные in vitro клетки Яманаки, которые способны дифференцироваться в клетки эмбриона, но не в клетки плаценты», — отмечают авторы.
По словам Марии Абад (María Abad), соавтора Серрано, следующим шагом их группы станет изучение способности полученных ими клеток дифференцироваться в клетки различных тканей организма — поджелудочной железы, печени или почек.
Хотя до возможного клинического применения результатов работы группы Серрано еще далеко, авторы не сомневаются, что их открытие является прорывом в области регенеративной медицины и биоинженерии.
