Стволовые клетки считаются одним из самых многообещающих инструментов в области регенеративной медицины, потому что они представляют собой тип клеток, который может давать начало всем клеткам в нашем организме и может использоваться для лечения потери тканей из-за повреждения или болезни. Стволовые клетки, похожие на клетки эмбрионального происхождения, могут быть получены в лаборатории, и они известны как индуцированные стволовые клетки (которые могут быть получены, например, из клеток кожи). Их индукция основана на перепрограммировании экспрессии их генов и дает начало стволовой клетке из дифференцированной клетки, открытие, за которое в 2012 году была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.
Несмотря на их потенциал, мало что известно о механизмах, которые управляют делением стволовых клеток, которые имеют склонность к накоплению ошибок сегрегации хромосом во время этого процесса. Стволовые клетки могут дублироваться практически бесконечно, и одним из элементов, необходимых для успешного деления клетки (или митоза), является центромера. Это место связывания белковых комплексов, которые гарантируют, что генетический материал, когда он дублируется и конденсируется в хромосомах, равномерно распределяется между двумя дочерними клетками.
Стремясь понять механизмы, которые управляют сегрегацией хромосом в стволовых клетках, группа исследователей из IGC во главе с Ракель Оливейра и Ларсом Янсеном разработала фундаментальный биологический проект, в котором внимание сосредоточено на центромерах и связанных с ними белковых комплексах.
Исследование позволило "точное определение состава и размера центромер стволовых клеток и выявление того, что их хромосомы имеют более слабые центромеры по сравнению с хромосомами дифференцированных клеток. Более того, эти структуры становятся слабее в результате приобретения идентичности самих стволовых клеток," объясняет Инес Милагре, главный автор исследования.
"Эта «слабость» в структуре, столь важной для правильного распределения хромосом между дочерними клетками, может объяснить, почему эти клетки совершают больше ошибок при делении," добавляет Ларс Янсен, главный исследователь IGC и Оксфордского университета.
Высокая склонность к ошибкам во время деления клеток, что приводит к хромосомным аномалиям, в настоящее время является одним из самых больших ограничений для использования этих клеток. "Чтобы преодолеть это ограничение, мы должны понимать, почему происходят такие ошибки. Помимо важного открытия, сделанного в этом исследовании, мы теперь изучаем другие структуры, которые важны для деления клеток, чтобы иметь более целостное видение всего митотического механизма стволовых клеток, чтобы мы могли обратить вспять их тенденцию к ошибочным делениям," раскрывает Ракель Оливейра, главный исследователь IGC.
Это исследование открывает новые перспективы для понимания верности клеточного деления и указывает возможные причины наличия аномалий, которые могут сильно повлиять на методы лечения, разработанные в области регенеративной медицины.