Банер
Банер
Банер
Брой прегледи на съдържанието : 127087
Home Видео новини Номинация на Nature Methods за научен метод на 2009

PostHeaderIcon Номинация на Nature Methods за научен метод на 2009

Авторитетното списание Nature Methods обяви метода за индуцираната плурипотентност на стволови клетки за най-успешен и авангарден научен метод за изминалата 2009 година. Според редакторите на списанието, възможността зрели клетки да се „върнат” към нискодиференцирано състояние крие мощен потенциал за развитие както на фундаменталната, така и на медицинската биология.

Dim lights Embed Embed this video on your site

След първите съобщения за успехи при индуцирането на ембрионални стволови клетки от Хуанг и последвалото дискредитиране на неговите резултати през 2005 г., през 2006г. Яманака огласява разработения от неговата лаборатория метод за репрограмиране на миши фибробласти. През 2007 три работни групи (на Яманака, Хочедлингер и Яних) доказаха, че индуцираните плурипотентни клетки (ИПК) могат да се диференцират практически във всеки тип клетки, включително витални гамети, а наскоро (през 2009), три лаборатории успяха да получат фертилни мишки, при които всяка една клетки произлиза от ИПК. Първите съобщения за репрограмиране на човешки клетки са публикувани през 2007 г. от Томпсън и Яманака (независимо един от друг).

Получаване на индуцирани плурипотентни клетки

При репрограмирането на соматичните клетки протича процес обратен на диференциацията – активират се гени, които поддържат плурипотентността и се подтискат тези, свързани със зрелия клетъчен тип.

Получаването на ИПК може да се извърши чрез хетероложна свръхекспресия на определени гени, свързани с плурипотентността. Най-често се използва комбинация от транскрипционните фактори Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc, както и Nanog и Lin-28. Първоначалните опити за индуциране на плурипотентност са били чрез използването на вирусни вектори за включването на тези фактори в генома на клетките. Но с перспективите за прилагането им в генната терапия възниква въпросът за промяната в генома на получените клетки. Поради тази причина се преминава към използването на плазмидни или епизомални вектори, транспозони и др.

Характеризирането на получените ИПК се извършва въз основа на същите маркери както и при ембрионалните стволови клетки – морфология на колониите, възможност да се диференцират в клетки от трите зародишни слоя, експресия на Oct4, Nanog и SSEA-1 и т.н.

Процесът на репрограмиране

Все още съществуват редица неизяснени въпроси относно механизма на репрограмиране на соматичните клетки в плурипотентни. Например процесът е много по-бавен, ако се извършва чрез свръхекспресия на транскрипционни фактори, отколкото чрез нуклеарен трансфер. При клетки от мишки е установено, че са необходими три седмици, за да се стигне до момента, когато плурипотентното състояние на клетките се поддържа изцяло от ендогенни фактори. Този стадий от процеса се нарича „точка на превръщане” (point of commitment) и след това клетките се считат за плурипотентни. Някои автори описват и междинни състояния, при които клетките са частично недиференцирани.

Предимствата на използването на индуцирани плурипотентни клетки като богат източник на клетки с приложение за трансплантация са свързани с избягването на етичните проблеми, които са свързани с използването на ембрионалните стволови клетки. Освен това, получаването на индуцирани плурипотентни клетки е по-лесно осъществимо - изходният материал (соматични клетки) е много по-достъпен в сравнение с ембрионите, и получените популации могат да бъдат генетично идентични с реципиента.

Приложението на ИПК е перспективно в различни направления – както във фундаментален, така и в приложен аспект. Научните изследвания върху тях допринасят за изясняване механизмите на възникване на туморни клетки, механизмите на диференциация и дедиференциация и др. В медицинската биология тези клетки могат да се използват като модели за различни наследствени заболявания, за проучване на генетичен полиморфизъм и др.

При всички изброени преимущества и безспорен потенциал за регенеративната медицина, съществуват и определени ограничения при използването на ИПК. Все още не е ясно, до каква степен те се различават от ембрионалните стволови клетки, доколко след диференциация ин витро, получените клетки са същите както при диференциация ин виво, дали получените култури са хомогенни, както и дали процесът на репрограмиране води до промени в генетичния и епигенетичния статус на клетките и т.н. (по материали от Nature Methods 7, 1 (2010).