Исследователи Детской больницы Бостона сообщают о новой и эффективной стратегии, использующей только яйца, для создания эмбриональных стволовых клеток мыши, которые можно трансплантировать без риска отторжения, поскольку клетки совместимы с иммунной системой реципиента. Результаты будут опубликованы в журнале Science 14 декабря.
Хотя работа проводится на мышах, она устанавливает принцип использования неоплодотворенных яиц в качестве источника индивидуальных эмбриональных стволовых клеток, которые генетически сопоставлены с генами донора яйцеклеток, которые контролируют распознавание клеток иммунной системой, что делает их потенциально полезными для трансплантационной терапии. Есть несколько предостережений, в том числе тот факт, что только самки могут извлечь выгоду из этого метода, жертвуя свои собственные яйца для генерации стволовых клеток, и опасения, что ткани, полученные из этого особого типа эмбриональных стволовых клеток, могут не функционировать нормально.
"Этот метод, если он доказал свою эффективность на людях, предлагает эффективный способ создания индивидуальных линий стволовых клеток от женщин," говорит Джордж Кью. Дейли, доктор медицинских наук, старший автор статьи, заместитель директора Детской больницы Бостонской программы стволовых клеток и член исполнительного комитета Гарвардского института стволовых клеток. "Это устранит проблемы сопоставления и отторжения тканей, которые являются основным препятствием для успешной трансплантации ткани."
Эмбриональные стволовые клетки "основные клетки" которые могут генерировать все типы тканей в организме. В 2002 году лаборатория Дейли в сотрудничестве с лабораторией Рудольфа Яениша, доктора философии, Института Уайтхеда, Массачусетский технологический институт, продемонстрировала первое использование другого метода, переноса ядра соматических клеток, для создания индивидуальных эмбриональных стволовых клеток для восстановления генетических дефектов у мышей. Но перенос ядра соматической клетки (иногда называемый терапевтическим клонированием) – технически сложный и неэффективный процесс, который включает перенос ядра донорской клетки в яйцеклетку, из которой ядро было удалено.
"Мы не перестанем тестировать перенос ядер, потому что это единственный известный нам способ получения эмбриональных стволовых клеток, генетически идентичных пациенту," говорит Дейли, который возглавляет одну из двух лабораторий, связанных с Гарвардским институтом стволовых клеток, пытающихся создать человеческие эмбриональные стволовые клетки с помощью этой техники. "Однако создание эмбриональных стволовых клеток из неоплодотворенных яиц намного более эффективно, чем перенос ядер, и поэтому может позволить нам быстрее перейти к применению для человека."
В новом исследовании Дейли, первый автор Китая Ким, доктор философии, и его коллеги из Гарвардской медицинской школы, больницы Бригама и Женской больницы и Массачусетской больницы общего профиля использовали неоплодотворенные яйца мышей для создания так называемых партеногенетических эмбриональных стволовых клеток. Партеногенез – это метод размножения, распространенный у растений и некоторых животных, при котором самка может производить потомство без участия самца. Обычно это не происходит у мышей, но Дейли, Ким и его коллеги смогли вызвать развитие неоплодотворенных яиц мышей с помощью ряда химических обработок, а затем сгенерировали эмбриональные стволовые клетки.
Затем они использовали генетическое типирование, чтобы идентифицировать те эмбриональные стволовые клетки, которые разделяют с донором яйцеклеток гены, отвечающие за соответствие тканей, так называемый главный комплекс гистосовместимости (MHC). Когда они вводили эти отобранные эмбриональные стволовые клетки мышам, соответствующим MHC, образовывались различные специализированные ткани без отторжения и без необходимости подавлять иммунную систему реципиентов.
Лаборатория Дейли в Детской больнице Бостона теперь пытается воспроизвести свои результаты на человеческих яйцах.
Как отметил Дейли, существует несколько потенциальных ограничений для эмбриональных стволовых клеток, генерируемых партеногенезом. Во-первых, поскольку партеногенетические эмбриональные стволовые клетки производятся из яиц, этот метод применим только к самкам. (Существуют методы получения эмбриональных стволовых клеток с использованием мужской спермы, но эти методы так же технически сложны и неэффективны, как перенос ядра соматических клеток, – говорит Дейли.)
Есть также потенциальные проблемы с безопасностью. Эмбриональные стволовые клетки, созданные в результате партеногенеза, изменили экспрессию определенных генов, которые "отпечатанный." Отпечатанные гены помечаются для экспрессии особым образом в зависимости от того, передаются ли они потомству яйцеклеткой или сперматозоидом. Поскольку партеногенетические эмбриональные стволовые клетки состоят только из яиц, они не несут отцовские импринтированные гены, а несут две копии материнских импринтированных генов. Измененная экспрессия импринтированных генов была связана с раком и плохим ростом некоторых тканей. Кроме того, эмбриональные стволовые клетки, созданные в результате партеногенеза, могут иметь некоторые области своего генома, которые содержат дублированные копии мутантных генов, которые были связаны со злокачественными новообразованиями или аномальным ростом тканей.
"Сейчас этот метод полезен для фундаментальных исследований, но мы надеемся, что партеногенетические клетки могут оказаться полезными для лечения," Дейли говорит. "Наши клетки производят нормальные ткани у мышей, и в клинической литературе есть сообщение о пациенте, чья кровь была полностью получена из партеногенетических клеток. Однако нам нужно будет продемонстрировать безопасность и долговечность клеток, полученных из партеногенетических эмбриональных стволовых клеток, прежде чем мы сможем представить себе какое-либо клиническое применение."
Источник: Детская больница Бостона