Ученые создали новый тип стволовых клеток человека с одинарным набором хромосом
Ученым из Еврейского университета в Иерусалиме (Hebrew University of Jerusalem, Израиль) удалось создать новый тип эмбриональных стволовых клеток, которые несут одну копию генома человека, а не две, как это обычно наблюдается в нормальных стволовых клетках. Результаты работы опубликованы 16 марта 2016 года в журнале Nature.
Созданные клетки впервые способны делиться только с одной копией генома материнской клетки. Так как полученные стволовые клетки генетически идентичны донорной яйцеклетке, они также могут быть использованы в разработках клеточной терапии для лечения таких болезней как слепота, диабет или других, в которых генетически идентичные клетки имеют терапевтическое преимущество. Поскольку их генетический состав эквивалентен половым клеткам, они также могут быть использованы в репродуктивной области.
Человеческие клетки считаются «диплоидными», так как они наследуют два набора хромосом, 46, в общей сложности, 23 от матери и 23 от отца. Исключение составляют лишь репродуктивные (ооциты и сперматозоиды) клетки, известные как «гаплоидные», поскольку они содержат один набор из 23 хромосом. Гаплоидные клетки не могут делиться.
Предыдущие попытки создания эмбриональных стволовых клеток с использованием только лишь ооцитов человека приводили к получению диплоидных стволовых клеток. Деление яйцеклеток обычно активируется сперматозоидами в процессе оплодотворения. В данном исследовании ученые сумели искусственно активировать деление неоплодотворенных яйцеклеток человека и вырастить их до бластоцистов. Затем они пометили ДНК с помощью флуоресцентного красителя и выбрали по уровню свечения гаплоидные стволовые клетки среди более многочисленных диплоидных.
Исследователи показали, что эти гаплоидные стволовые клетки – плюрипотентны. Это означает, что они способны дифференцироваться во многие другие типы клеток, в том числе, нейроны, кардиомиоциты, клетки поджелудочной железы и т.д., сохраняя при этом один набор хромосом.
«Данное исследование дало нам новый тип стволовых клеток человека, который будет иметь большое влияние на генетические и медицинские исследования», — сказал Нисим Бенвенисти (Nissim Benvenisty), доктор медицинских наук, доктор философии, директор Центра Азриэли в Еврейском университете Иерусалима и соавтор исследования. «Эти клетки обеспечат исследователей новым инструментом для улучшения понимания человеческого развития, а также причин, по которым мы воспроизводимся половым путем, а не от одного из родителей».
Исследователи также смогли показать преимущество получения только одной копии гена, так как гаплоидные клетки могут представлять собой мощный инструмент для генетических исследований. Возможность воздействовать только на одну копию генов в гаплоидных стволовых клетках человека позволяет облегчить генетический анализ в медико-биологических областях, таких как исследование рака и регенеративная медицина.
«Одним из самых больших преимуществ использования гаплоидных клеток человека является то, что их гены гораздо легче редактировать», — объяснил Идо Саги (Ido Sagi), аспирант, проводивший исследования в Центре Азриэли. «В диплоидных клетках трудно выявить биологические эффекты мутации одной копии гена, потому что другая копия нормальна и служит для «резерва».
