Искусственные стволовые клетки, полученные перепрограммированием клеток взрослого организма, обладают памятью типа ткани, из которого были получены, и это может одновременно быть и преимуществом для медицинских применений, и препятствием на пути лабораторных исследований. Об этом сообщается в двух независимых статьях, опубликованных в понедельник в журналах Nature и Nature Biotechnology.

"Эти работы открывают нам глаза на ограниченность клеточных линий индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Эта ограниченность по типу ткани, из которой была получена та или иная популяция стволовых клеток, может быть как благоприятной, так и мешающей ученым и медикам", - сказал Эндрю Файнберг (Andrew Feinberg), один из соавторов статьи в Nature, слова которого приводит пресс-служба Бостонской детской больницы.

Стволовыми ученые называют клетки организма, обладающие способностью превращаться в клетки тканей любого типа, поэтому возможность их использования в восстановительной медицине в настоящее время активно исследуется. Одна из наиболее серьезных проблем на этом пути состоит в том, что такие клетки активны только на стадии эмбрионального развития организма, в то время как уже в детском возрасте человеческий организм их практически лишен.

По этическим соображением использование эмбриональных стволовых клеток человека в медицине невозможно, а потому ученые ищут пути получения такого типа клеток из тканей взрослых людей. Несмотря на то, что в этой области уже достигнут большой прогресс, изучение рисков и потенциала использования таких искусственных стволовых клеток, называемых индуцированными плюрипотентными, далеко от завершения.

Так авторы публикаций из группы Джорджа Дэли (George Daley) из Бостонской детской больницы и Конрада Хокедлингера (Konrad Hochedlinger) из Центральной больницы Массачусетса в США показали, что, например, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, полученные из клеток крови, гораздо легче возвращаются в свое исходное состояние, чем другие типы клеток, и могут быть использованы в медицине для получения различных типов клеток крови, специфических для данного пациента. Клетки соединительной ткани легче всего переходят в клетки костной ткани, близкой им по свойствам, что также может быть использовано для регенерации.

В то же самое время эти особенности индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, показанные учеными также на примере мышечной ткани, клеток иммунной системы и других могут быть препятствием для пересадки и лечения таких заболеваний, как болезнь Паркинсона или диабет. Эта "память" синтетических стволовых клеток может также вносить искажения в лабораторные тесты разрабатываемых лекарственных препаратов.

Авторы исследований полагают, что такие различия между стволовыми клетками, полученными из разных типов генетически идентичных тканей, возникают из-за эпигенетического моделирования ДНК их предшественников - присоединения к наследственной молекуле, управляющей практически всеми клеточными функциями, дополнительных функциональных групп, влияющих на работу генов. Такое моделирование позволяет организму иметь набор различных типов тканей, состоящих из генетически идентичных клеток.

Группа Хокедлингера в своей статье показала, что воздействие на эти эпигенетические различия с помощью специальных лекарственных препаратов может сделать стволовые клетки более похожими на эмбриональные аналоги. Кроме того, аналогичного эффекта можно добиться, постепенно рекультивируя новые популяции уже индуцированных в стволовое состояние клеток. Для этого небольшая порция клеток отбирается от существующей популяции, живущей в искусственных условиях в пробирке, и переносится в новую пробирку для роста и размножения.

Ученые показали, что 16 подобных итераций достаточно, для превращения различных типов индуцированных плюрипотентных стволовых клеток в не отличимую друг от друга форму.