У создаваемых в лаборатории стволовых клеток могут отсутствовать ключевые характеристики
LifeSciencesToday по материалам UCLA Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research: Making quality stem cells
Ученые из Центра регенеративной медицины и изучения стволовых клеток Эли и Эдит Бродов Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе открыли важный естественный процесс в развитии человеческого эмбриона, который, возможно, теряется при выращивании эмбриональных стволовых клеток в лаборатории.
Это открытие дает ученым важнейшую информацию, имеющую прямое отношение к методам получения стволовых клеток для использования в регенеративной медицине – для трансплантации и регенерации органов. Кроме того, оно объясняет, как информация, поступающая от неоплодотворенной яйцеклетки к эмбриону, может оказывать влияние на его состояние и, следовательно, на рождение здоровых детей.
Статья об этом открытии опубликована в журнале Cell Stem Cell (Pastor et al., Naive Human Pluripotent Cells Feature a Methylation Landscape Devoid of Blastocyst or Germline Memory).
В фокусе исследования американских ученых было метилирование ДНК – биохимический процесс, естественно протекающий в ДНК – в раннем эмбрионе и в стволовых клетках, полученных из эмбрионов.
Метилирование ДНК играет важную роль в использовании организмом генетической информации. Правильное метилирование определенных генов жизненно важно как для нормального развития человека, так и для поддержания здоровья клеток в течение всей жизни человека. Кроме того, оно помогает поддерживать способность эмбриональных стволовых клеток развиваться в любой тип клеток организма.
Исследователи сделали два важных открытия о метилировании ДНК. Во-первых, они установили, что находящийся на ранней стадии развития эмбрион, или бластоциста, сохраняет паттерн метилирования ДНК яйцеклетки, по крайней мере, в течение шести дней после оплодотворения. Ранее считалось, что память о метилировании яйцеклетки сохраняется в течение всего нескольких часов после оплодотворения.
«Мы знаем, что эти шесть дней после оплодотворения – очень важное время в развитии человека, когда происходит много изменений», – говорит профессор Амандер Кларк (Amander Clark), руководитель исследования. «Пока еще неясно, почему бластоциста сохраняет метилирование в течение этого временного отрезка или какой цели это служит, но наше открытие открывает новые области в исследовании того, как паттерны метилирования яйцеклетки влияют на эмбрион и на рождение здоровых детей».
Второе открытие заключается в том, что использование недавно разработанного метода получения стволовых клеток из эмбрионов в лаборатории приводит к потере метилирования.
Стадия бластоцисты длится менее пяти дней. Менее зрелые человеческие эмбриональные клетки, существующие в начале развития бластоцисты, называются наивными эмбриональными клетками. Считается, что ко времени имплантации наивные эмбриональные клетки достигают более зрелого состояния. Теперь их называют примированными эмбриональными клетками, так как они готовы стать клеткой любого типа.
Примированные человеческие эмбриональные стволовые клетки (фиолетовые) с одним из поверхностных маркеров стволовых клеток (зеленый), которого не было бы у наивных эмбриональных стволовых клеток. (Фото: UCLA Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research)
В 1998 году, когда были получены первые человеческие эмбриональные стволовые клетки, ученые использовали метод, дающий примированные стволовые клетки. До недавнего времени этот метод оставался стандартным, но сейчас ученые начали использовать другую технологию, позволяющую сохранять клетки в состоянии наивных.
«Последние три года наивные стволовые клетки рекламируются как потенциально превосходящие примированные», - продолжает профессор Кларк. «Но наши данные говорят о том, что метод, с помощью которого получают наивные стволовые клетки, дает клетки с проблемами, включая потерю метилирования важных участков ДНК. Поэтому, пока у нас нет способа получения более стабильных наивных эмбриональных стволовых клеток, эмбриональные стволовые клетки для использования в регенеративной медицине должны быть в примированном состоянии, чтобы для дифференциации мы могли получать клетки наивысшего качества».
В ближайшем будущем профессор Кларк и ее коллеги планируют определить оптимальные условия для создания более стабильных наивных эмбриональных стволовых клеток, сохраняющих метилирование участков генома, где оно наиболее необходимо.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
29.03.2016
