Открытие ученых из Института регенеративной медицины и биологии стволовых клеток описано на страницах журнала Nature, вышедшего 27 января 2010 года. И оно вполне может претендовать на то, чтобы войти в число наиболее значимых достижений этого года в сфере биологии: напрямую перепрограммировать клетки кожи в нейроны пока что никому не удавалось.
Перепрограммирование
Эксперимент исследователей проводился в пробирке, то есть на мышиных клетках, все манипуляции с которыми проводились вне организма животного. Такой подход позволил убедиться в том, что переделать клетки кожи в нейроны возможно в принципе, а саму идею стоит развивать дальше.
Повлияв на активность всего трех генов, которые указываются в работе ученых, биологам удалось добиться того, что фибробласты превратились в клетки, которые начали синтезировать все типичные для нейронов белки. Более того, полученные учеными клетками сформировали работоспособные синапсы и начали выдавать нервные импульсы — иными словами, стали полноценными нейронами. Их пока что не пробовали пересадить в мозг, но, как указано в аннотации статьи исследователей, в будущем с такими нейронами можно будет провести и эксперименты in vivo, непосредственно в организме.
Без промежуточных остановок
В чем значение открытия? В том, что раньше тот же самый процесс осуществляли в два этапа. Сначала из фибробластов получали стволовые клетки, а потом уже стволовые клетки перепрограммировали в нейроны. Стволовые клетки могут неограниченно делиться и превращаться в любой другой тип клеток, поэтому такая схема казалась наиболее логичной.
Ведь когда организм только растет, формируется из делящейся яйцеклетки, все клетки еще не имеют четкой специализации. У группы из нескольких десятков клеток нет ни сердца, ни печени, ни каких-либо еще органов: формирование сложнейшей структуры головного мозга, многослойной сетчатки глаза или запутанной сети капилляров и альвеол в легких занимает от месяца у мыши до почти года у человека. Все это время стволовые клетки делятся, а их «потомки» приобретают специализацию, претерпевая необходимые для работы на будущем месте изменения.
В клетках перестают работать одни и начинают работать другие гены: меняется соотношение между синтезируемыми клетками белками, а сама клетка тоже резко меняется — фибробласты вытягивают отростки в разные стороны, нейроны формируют синаптические контакты с другими нервными клетками, ну а клетки сетчатки, к примеру, синтезируют светочувствительные вещества. Поменять «профессию» с этого момента клетка не может — по крайней мере так было принято думать вплоть до середины 2000-х годов.
Тогда ученые смогли перепрограммировать фибробласты так, что они снова стали универсальными стволовыми клетками, и это открытие ознаменовало если не немедленный переворот в медицине, то его приближение. Стволовые клетки, которые до того момента можно было взять только из эмбриональной ткани, пуповинной крови или плаценты, стали материалом, который в принципе может быть получен из кусочка собственной кожи пациента, по крайней мере в теории. На практике мешало то, что такие перепрограммированные («индуцированные», как говорят биологи) стволовые клетки могли провоцировать раковые опухоли, но и эта проблема не представлялась совершенно непреодолимой, над ней напряженно работало несколько разных лабораторий по всему миру.
Но сейчас, возможно, все становится намного проще. Стволовые клетки как таковые становятся вообще не нужны: необходимый ученым, а в будущем и врачам тип клеток будет получаться напрямую. Этот процесс, безусловно, потребуется еще многократно проверить, отработать наиболее надежные и безопасные методики, но первый шаг на пути к произвольному превращению клеток уже сделан.
