Эмбриональные стволовые клетки давно бы уже стали привычным клиническим инструментом, позволяющим заменить любой больной орган на здоровый, если бы не побочные эффекты от их применения. Они в данном случае весьма серьёзны — злокачественные опухоли и тератомы. И те и другие случаются тогда, когда происходит сбой в развитии пересаженных стволовых клеток: они либо начинают бесконтрольно делиться, либо превращаются не в те типы клеток, которые нужны. И это касается как природных, эмбриональных стволовых клеток, так и индуцированных плюрипотентных.
Тератома, удалённая из яичников (фото Terrortoma).
Учёные уже давно пытаются добиться, чтобы развитие всемогущих стволовых клеток шло так, как нужно, то есть чтобы они превращались в строго определённый тип зрелых, дифференцированных клеток. Часто такие эксперименты сводятся к поиску белка (или белков), который «волевой рукой» подтолкнул бы стволовые клетки к развитию в правильном направлении. При этом дифференцировку клеток пытаются выполнить вне организма, чтобы потом пересадить уже готовую ткань. В этом случае никаких тератом не появится, но способ слишком сложен и трудоёмок.
Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета (США) придумали, как пересаживать недифференцированные стволовые клетки без риска спровоцировать возникновение тератом. Свои опыты они построили на смелой гипотезе, что окружающие хозяйские клетки смогут обучить пришлые стволовые, как правильно дифференцироваться, — при условии что стволовые получат ещё отдельный молекулярный «пинок» в нужном направлении. Эксперимент же состоял в следующем: у мышей удаляли кусочек черепной кости, достаточно большой, чтобы собственные стволовые клетки животного не могли его залечить. Затем в образовавшуюся прореху вживляли плюрипотентные стволовые клетки человека. Эти клетки сидели на специальной подложке, покрытой белком BMP-2, который стимулирует рост костей.
В течение нескольких месяцев стволовые клетки не только «отремонтировали» повреждение в черепе: оказалось, что человеческие стволовые клетки превратились в мышиные костные. В эксперименте использовались как натуральные эмбриональные, так и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Обе разновидности сработали с одинаковой эффективностью, залечив больше 95% повреждений. И самое важное: случаи образования тератом были единичными, из 42 животных опухоли появились только у двух, причём это случилось у тех мышей, которым пересаживали эмбриональные стволовые клетки. При этом оба типа клеток в специальном тесте показывали довольно сильную склонность к образованию тератом, которую, очевидно, удалось вполне успешно подавить.
Иными словами, чтобы наставить стволовые клетки на путь истинный, необходимо сочетание факторов микро- и макроокружения. Микроокружение — это белки, которые исследователи скармливают клеткам в качестве инструкций, в какую сторону развиваться, а макроокружение — клетки-соседи, на которые стволовым клеткам нужно стать похожими. То есть главное — подтолкнуть стволовые клетки к запуску генов дифференцировки, а уж за правильной работой этих генов будут следить зрелые клетки, находящиеся по соседству.
В дальнейшем исследователи, как легко понять, собираются продолжить эксперименты с другими типами клеток, чтобы выяснить, можно ли такой метод сделать универсальным. Ну и, разумеется, в планах учёных вообще запретить образование тератом, которые, хоть и с крайне малой вероятностью, но всё же появляются, несмотря на сочетание «микро- и макроокружения».
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
