Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Новая техника, разработанная в Массачусетском технологическом институте (MIT), позволяет превращать клетки кожи в нейроны, минуя стадию трансформации в стволовые клетки. Как было продемонстрировано на клетках мышей, метод значительно упрощает и повышает эффективность производства нейронов в больших масштабах.
В случае применения на людях этот метод может стать революционным в лечении заболеваний, связанных с травмами спинного мозга и нейродегенеративными изменениями.
От кожи к нейронам: минуя стадию стволовых клеток
Традиционные методы преобразования одного типа клеток в другой требуют промежуточного этапа: репрограммирования клетки в индуцированную плюрипотентную стволовую клетку (iPSC) перед дифференцировкой в желаемый тип.
«Часто одной из проблем репрограммирования является то, что клетки могут застрять на промежуточных стадиях. Поэтому мы используем прямое преобразование, при котором вместо прохождения через промежуточную стадию iPSC мы переходим напрямую от соматической клетки к двигательному нейрону», — говорит Кэти Галлоуэй, один из авторов исследования.
Команда из MIT разработала метод, который исключает фазу стволовых клеток с помощью прямого преобразования.
Используя всего три фактора транскрипции, а также два других гена, способствующих пролиферации (размножению клеток), они смогли превратить клетки кожи мышей в двигательные нейроны. Это привело к образованию более десяти нейронов из одной клетки кожи, что на 1100% больше по сравнению с другими методами.
«Если бы вы экспрессировали факторы транскрипции на очень высоком уровне в непролиферирующих клетках, скорость репрограммирования была бы очень низкой, но гиперпролиферирующие клетки более восприимчивы. Как будто они были подготовлены к преобразованию, и тогда они становятся гораздо более восприимчивыми к уровням факторов транскрипции», — говорит Гэллоуэй.
Эффективная доставка генов для максимального производства нейронов
Основным препятствием в достижении прямого преобразования клеток является обеспечение доставки всех необходимых генов в нужных пороговых значениях.
В предыдущих исследованиях для каждого гена требовался отдельный вирусный вектор, что затрудняло контроль экспрессии. Теперь исследователи обошли эту проблему, объединив все три фактора транскрипции в один модифицированный вирус, что привело к соответствующему уровню экспрессии и преобразовало весь процесс.
Для дальнейшего повышения эффективности использовался другой вирус для введения двух других генов, которые способствуют более быстрому делению клеток. Те клетки, которые прошли фазу гиперпролиферации, стали значительно легче преобразовываться и, как следствие, значительно увеличили выход нейронов.
После опробования различных систем вирусной доставки команда обнаружила, что ретровирусы являются наиболее эффективными. Кроме того, снижение плотности клеток в культуре ещё больше улучшило скорость преобразования, что позволило быстро производить множество нейронов всего за две недели.
Хотя клинические испытания с использованием нейронов, полученных из iPSC, уже ведутся для лечения бокового амиотрофического склероза (БАС), производство достаточного количества высококачественных нейронов остаётся проблемой.
Этот новый метод прямого преобразования может предоставить более эффективную альтернативу, потенциально ускоряя разработку нейронных терапий.
Поделись видео: