Аналитика

Индуцированные стволовые клетки от пациента сохраняют его генетические заболевания

Научная группа под руководством профессора Клайва Свендсена (Clive Svendsen) получила индуцированные стволовые клетки от пациента, страдавшего спинальной мышечной атрофией. Нейроны, полученные из этих стволовых клеток, гибли в культурах, повторяя процесс, которому подвергаются нейроны в спинном мозге пациента.
 

Нервные клетки, контролирующие мускулатуру, называемые моторными нейронами (красный цвет), гибнут при спинальной мышечной атрофии – генетическом расстройстве, приводящем к слабости, параличам и ранней смерти. Группа исследователей из университета в городе Мэдисон воспроизвела молекулярные процессы, характерные для этого заболевания, использовав в качестве модели индуцированные стволовые клетки, полученные из клеток кожи (фибробластов) пациента. Эта модель позволяет изучать прогрессию заболевания в лаборатории и разрабатывать адекватную терапию. На фотографии показаны моторные нейроны из индуцированных стволовых клеток совершенно здоровой матери пациента.

Эта работа – огромный шаг вперед не только в понимании патогенеза спинальной мышечной атрофии, но и в целом генетических заболеваний, поскольку указывает на принципиальную возможность воспроизведения признаков болезни in vitro непосредственно в затрагиваемых разрушительным процессом типах клеток.

Как сказано в последнем номере журнала Nature, Свендсен и его коллеги создали специфические стволовые клетки из генетически репрограммированных фибробластов кожи (т.н. iPS-клетки от induced pluripotent) пациента со спинальной мышечной атрофией. При этом наследственном заболевании, которое является одной из ведущих причин детской смертности, мутация приводит к гибели нервов, контролирующих поперечнополосатые скелетные мышцы. Обычно от этой болезни умирают в возрасте до двух лет.

Генетическое репрограммирование фибробластов кожи, которое впервые осуществили в 2007 году ученые из университета в Мэдисоне Джеймс Томсон (James Thomson) и Юиньг Ю (Junying Yu) и исследователи из Японии, возглавляемые Шинья Яманакой (Shinya Yamanaka), позволяет вернуть специализированные клетки в недифференцированное («стволовое») состояние, после чего они могут дать начало любому из 220 типов специализированных клеток организма. После открытия индуцированных плюрипотентных клеток ученые сошлись во мнении, что эти клетки станут настоящим прорывом в исследовании эмбрионального развития организма, регенерации и различных заболеваний.

Надежды эти оправдались всего год спустя. Когда ученые и клиницисты исследуют какую-либо патологию, пытаясь проникнуть в ее причины, они весьма ограничены в средствах и в лучшем случае могут смоделировать заболевание на животных. В случае с iPS-клетками можно неограниченное число раз воспроизводить молекулярные события, приводящие к заболеванию, в чашке Петри.

В данном исследовании биологи получили iPS-клетки из фибробластов пациента и из фибробластов его матери, у которой нет клинических признаков заболевания. Авторы работы разработали метод, с помощью которого можно дифференцировать iPS-клетки в моторные нейроны. Нейроны были получены и из iPS-клеток пациента, и из клеток его матери, однако спустя примерно месяц мотонейроны, полученные из клеток пациента, начали гибнуть, в то время как мотонейроны его матери были в полном порядке.

Теперь исследователи планируют выяснить, какой молекулярный механизм приводит к гибели моторных нейронов и почему именно эти клетки бывают затронуты при заболевании. Исследования прошлых лет состояли в основном из экспериментов по внесению мутации, приводящей к спинальной мышечной атрофии, в клетки кожи, которые легко получить и поддерживать в культуре in vitro. Однако эту модель трудно назвать адекватной, поскольку клетки кожи не реагируют на эту мутацию.

Если удастся выяснить, по какой причине именно мотонейроны гибнут при данном заболевании, то с болезнью возможно будет бороться еще на ранних этапах эмбриогенеза. В настоящее время терапии для таких пациентов не существует.

iPS-клетки имеют в данном случае огромные преимущества перед эмбриональными стволовыми клетками, поскольку изначально несут в себе генетические изменения, характерные для заболевания, и могут быть дифференцированы в мотонейроны. Как считает эксперт по спинальной мышечной дистрофии доктор Кристиан Лорсон (Christian Lorson), они незаменимы для разработки терапевтических подходов: использования химических препаратов, вирусных векторов и олигонуклеотидов.

Конечно, такие заболевания, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, которые проявляются только у людей преклонного возраста, с помощью iPS-клеток смоделировать гораздо сложнее, однако такие наследственные патологии, как болезнь Хантингтона, по-видимому, станут следующим этапом исследований.

По материалам:
University of Wisconsin-Madison
 
Источник: cbio.ru 
Архив материалов
2019 | 2018 | 2017 | 2016 | 2015 | 2014 | 2013 | 2012 | 2011 | 2010 | 2009 | 2008 | 2007 | 2006 | 2005 | 2004
Ноябрь | Декабрь

Новые материалы

Станьте экспертом компании Abercade
Разработка сайта - Astronim*
Разработка сайта
Astronim*