✅Как сохранить самые мощные регенеративные стволовые клетки

 

Манси Шривастава

Люди теряют их после эмбрионального развития, в отличие от некоторых животных. Новое исследование Гарварда предлагает потенциальное понимание того, почему.

Новое исследование предлагает идеи, которые когда-нибудь могут помочь ученым создать вид стволовых клеток, способных обратить вспять все виды человеческих болезней. И такое возможно благодаря всем тем же мощным структурам, которые генерируют все различные типы клеток, необходимые для нашего эмбрионального развития.

На ранних стадиях наш организм битком набит этими плюрипотентными стволовыми клетками, способными генерировать клетки любого другого типа. Проблема в том, что мы теряем их при рождении. Хотя в наших полностью сформированных телах есть стволовые клетки, они встречаются только в нескольких избранных местах и выполняют очень специфические функции (стволовые клетки кожи могут производить только клетки кожи; стволовые клетки волос производят только волосковые клетки).

Исследователь Гарвардского университета Манси Шривастава из отдела организменной и эволюционной биологии (OEB) уже давно поражен тем фактом, что взрослые особи многих других видов сохраняют плюрипотентные популяции. "Разве не было бы здорово, - подумала она, - если бы мы могли лечить болезни и травмы, создавая и заменяя любой тип поврежденных или поврежденных клеток по требованию плюрипотентными стволовыми клетками, которые продолжали бы генерироваться во взрослом возрасте". В новой статье, опубликованной в Cell, Шривастава описывает открытие специфической пары клеток в эмбрионе животного, которая дает начало этим уникальным клеткам, и какие гены включаются и выключаются при их создании.

Взрослые плюрипотентные стволовые клетки позволяют многим животным, включая гидр, плоских червей и им подобных, иметь возможность заменять практически любую ткань, которую они теряют в результате травмы. Это явление широко распространено на древе жизни животных, но исследователи не знали, как они были созданы.

“Это навело на классную идею о том, что наличие взрослых плюрипотентных стволовых клеток может быть фундаментальной особенностью биологии животных, которой у нас, людей, больше нет”, - сказал Шривастава, который изучал одно из этих удивительно регенерирующих животных, трехполосного пантерного червя, морского червя acoel, научное название которого Hofsteniamiamia. Описанный в предыдущей статье, Шривастава разработал метод свечения в темноте, способный маркировать специфические клетки в эмбрионах и взрослых особях этого червя.

“Мы обнаружили то, что, по нашему мнению, является эмбриональным происхождением взрослых плюрипотентных стволовых клеток”.

— Манси Шривастава

В этом новом исследовании Шривастава использовала ту же технику, чтобы проследить путь созревания эмбриона червя. Ее команда изучала отдельные клетки эмбриона на стадии 16 клеток. Вначале все клетки светились зеленым. Используя лазер, Джулиан Кимура, аспирант Высшей школы искусств и наук, работающий в лаборатории, смог превратить одну зеленую клетку в красную, и эмбрион продолжил свой путь развития. “После того, как червь был полностью развит, мы могли бы увидеть, что эритроциты производят во взрослом черве — клетки мозга, клетки кожи, что угодно”, - сказала она.

После повторения эксперимента с разными клетками со многими эмбрионами червей, команда остановилась на одной паре клеток, “которые, когда черви вылупились, произвели эту популяцию стволовых клеток”, - вспоминает Шривастава. “Мы обнаружили то, что, по нашему мнению, является эмбриональным происхождением взрослых плюрипотентных стволовых клеток”.

Команда также обнаружила, какие гены связаны с образованием этих стволовых клеток. “Теперь, когда мы выделили стволовые клетки и гены, которые их контролируют, мы действительно можем начать задаваться вопросом, как работают гены, чтобы сохранить плюрипотентность клеток”, - сказал Шривастава.

Трехполосные черви Hofstenia уже доказали, что животное может сохранять клетки в плюрипотентном состоянии. “Заглядывая в будущее, мы хотим понять, как в естественном контексте, таком как организм животного, любой организм может постоянно поддерживать клетки в плюрипотентном состоянии и идеально контролировать их, чтобы они подвергались дифференцировке, когда это необходимо”, - сказал Шривастава, - “то, что наши тела просто не знают, как делать”.

Эта работа была поддержана  Программой стипендиатов Сирла, Фондом семьи Смит, Национальными институтами здравоохранения, Департаментом организменной и эволюционной биологии, Центром математического и статистического анализа биологии NSF-Simons в Гарварде и Гарвардской инициативой по количественной биологии.

По материалам сайта  harvard.edu