Учёные нашли способ «обнулить» стволовые клетки перед лечением

Международная группа исследователей представила новую стратегию управления судьбой стволовых клеток. Им удалось объяснить, почему одни эксперименты показывают, что активация сигнального пути Wnt/β-катенин помогает сохранить клетки в начальном состоянии, а другие — что она запускает их развитие. Ключ оказался в контексте: одна и та же молекула может запускать противоположные процессы в зависимости от условий.

Целью работы было выяснить, как именно этот путь влияет на поведение индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (iPSC) — универсальных клеток, которые можно перепрограммировать и использовать для получения различных тканей. Учёные сосредоточились на различии между так называемым «наивным» и «праймированным» состоянием этих клеток. В первом случае они сохраняют максимальную гибкость, во втором — уже частично запрограммированы и хуже поддаются управлению.

Авторы выяснили, что новый фактор роста NME7AB может стабильно удерживать клетки в «наивном» состоянии. Такие клетки сохраняют две активные Х-хромосомы (у женских образцов) и демонстрируют высокий уровень активности белка β-катенина, связанного с работой гена WNT. Они активно делятся, не переходят в спонтанную дифференцировку и при необходимости легко превращаются в нейроны, клетки печени или костной ткани.

Примечательно, что если обработать уже «праймированные» клетки молекулой WNT3A, стимулирующей тот же путь, то возникает две разные группы: часть клеток возвращается в гибкое состояние, а часть — наоборот, запускает процесс специализации. Это открытие объясняет противоречия в предыдущих исследованиях и помогает понять, как с помощью одних и тех же сигналов можно либо усилить «молодость» клеток, либо ускорить их дифференцировку.

В экспериментах на дифференцировку клетки, выращенные с NME7AB, показали наилучшие результаты. Они быстрее и эффективнее превращались в зрелые типы: нейроны производили больше дофамина; мезенхимальные клетки активно делились и превращались в кость, хрящ или жировую ткань;
гепатоциты сохраняли функции печени: усваивали жиры, накапливали гликоген и нейтрализовали аммиак.

Результаты поднимают важный вопрос: можно ли использовать «наивное» состояние как точку старта для более управляемой клеточной терапии? Это особенно актуально для лечения болезней мозга, печени и суставов.

Следующим шагом, как отмечают авторы, станет более точное изучение молекулярных механизмов: что именно заставляет клетку выбрать — оставаться «гибкой» или начать «превращаться»? Также учёные планируют протестировать эффекты разных доз сигнальных молекул на отдельных клетках.

 Источник: PLOS Biology