Новый метод позволяет получить миллионы стволовых клеток всего за несколько дней
Учёные из Института Сенгера (The Wellcome Trust Sanger Institute), Великобритания, разработали уникальную методику, которая позволяет с помощью стволовых клеток (СК) получить миллионы функциональных миоцитов и клеток мозга в течение всего нескольких дней. Результаты работы, опубликованные 23 марта 2017 года в Stem Cell Reports, открывают перспективу массового производства разнообразных новых типов клеток, которые не могли быть получены ранее, для изучения заболеваний.
Плюрипотентные стволовые клетки (ПСК) человека способны производить любые ткани организма, включая даже те, которые обычно труднодоступны, например, клетки головного мозга. ПСК обладают огромным потенциалом для изучения развития человека и последствий заболеваний, таких как рак, болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз и сердечно-сосудистые заболевания.
В естественных условиях для развития одной клетки мозга человека требуется от девяти до двенадцати месяцев. При получении таких клеток, включая нейроны (серое вещество) и олигодендроциты (белое вещество) из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК), в лабораторных условиях с использованием современных методов необходимо от трёх до двадцати недель. Однако данные сложные и трудоёмкие методы часто приводят к получению смешанной популяции клеток.
Новая платформенная технология OPTi-OX оптимизирует способ включения генов в стволовых клетках человека. Учёные использовали OPTi-OX для производства миллиона практически идентичных клеток за считанные дни. Помимо нейронов, олигодендроцитов и миоцитов, созданных в ходе исследования, метод OPTi-OX способен генерировать любой тип клеток с беспрецедентной чистотой в сжатые сроки.
В процессе эксперимента команда из Института Сенгера изменила ДНК стволовых клеток. Включив тщательно отобранные гены, учёные «перепрограммировали» СК, создав большую и практически чистую популяцию идентичных клеток. Способность производить любое желаемое количество клеток в сочетании со скоростью их развития даёт преимущество перед другими методами. Новая технология открывает двери для создания лекарственных препаратов и потенциального терапевтического применения, требующих большого количества клеток.
Автор исследования доктор Людовик Валлье (Ludovic Vallier) из Института Сенгера сказал: «Действительно захватывающе то, что нам нужно было всего лишь изменить некоторые компоненты — факторы транскрипции, чтобы получить именно те клетки, которые мы хотели, меньше, чем за неделю. Нами была создана избыточная экспрессия факторов, которые влияют на превращение стволовых клеток непосредственно в желаемые клетки, минуя стадию развития, сокращая, тем самым, процесс всего до нескольких дней».
Метод OPTi-OX применим в различных проектах, в том числе, в создании новых типов клеток, которые могут быть обнаружены проектом Human Cell Atlas. Возможность такого быстрого производства клеток человека означает, что новый метод будет способствовать большему количеству исследований.
«Получение огромного количества новой информации об открытии новых клеток из таких масштабных проектов, как Human Cell Atlas, означает, что мы можем применить данный метод для производства любого типа клеток организма в лабораторных условиях», — говорит первый автор исследования Даниэль Ортманн (Daniel Ortmann) из Кембриджского университета (University of Cambridge).
«Нейроны, полученные в нашем исследовании, уже используются для изучения развития и функционирования мозга. Данный метод открывает двери для производства всех видов труднодоступных клеток и тканей, что поможет нам лучше понять заболевания и реакцию данных тканей на новые терапевтические препараты», — сказал Марк Коттер (Mark Kotter), ведущий автор исследования из Кембриджа.
