Новое исследование описывает, как ученые разработали способ получения высокоточной популяции тканеспецифическоих клеток из человеческих плюрипотентных стволовых клеток. Плюрипотентные стволовые клетки человека ( hPSCs ) являются клетками-предшественниками, поэтому могут производить более 200 различных типов клеток в организме человека. Они открывают огромные перспективы для регенеративной медицины и скрининга лекарственных препаратов. Идея состоит в том, чтобы научиться генерировать широкий спектр чистых типов тканей, манипулируя этими клетками-предшественниками. Тем не менее, получить большое количество чистых, неоскверненных, тканеспецифических клеток из hPSCs оказалось довольно сложно. Перед учеными стала проблема: как убедиться, что они получают очень специфические сигналы, которые могут привести к образованию целого ряда других типов тканей.
Теперь, команда во главе с Генным Институтом Сингапура ( ГИС ) в Агентстве по науке, технологиям и исследованиям ( A * STAR) разработала новый способ производить популяции энтодермы из hPSCs, ценного типа клеток, который может послужить материалом для создания органов, таких как печень и поджелудочная железа. Это открытие приближает тот день, когда стволовые клетки смогут быть использованы в клинических условиях.
Лидером исследования стал доктор Бинг Лим – старший руководитель группы и заместитель директора Института рака и биологии стволовых клеток в ГИС. Он и его коллеги разработали весьма систематический и новый метод скрининга. Способ достает из белков сигнальные химические вещества, коаксиальное формирование одного желаемого типа клеток, в то же время блокируя развития нежелательных типов клеток. Их работа, по сути, подготовила “дорожную карту сигналов.” Исследование также показывает, новое понимание того, как решится судьба клеток, во время дифференцировки стволовых клеток. Авторы пишут : “Мы систематически блокировали альтернативные судьбы на всем протяжении множества последовательных бифуркаций, тем самым эффективно дифференцировали несколько строк HPSC исключительно в энтодермы и его производные.”
Затем группа использовала последовательности и биоинформатику следующего поколения, чтобы точно определить ключевые генетические элементы, которые могут направлять дифференцировку клеток. Они обнаружили, спящие биты ДНК (известные как усилители, которые становятся активными и переключаться на соседние гены, когда hPSCs дифференцируются) уже были сконфигурированы в предварительно дифференцированных клетках. На самом деле, они обнаружили расширенный набор этих “неактивных усилителей” и все они могут переходить в активное состояние при дифференциации. Таким образом, изучение обеспечивает не только “дорожную карту сигналов”, но и комплексную модель того, как усилители регулируют дифференцировку клеток. Это должно стать очень полезным ресурсом для исследователей стволовых клеток.
Томас Граф, профессор и координатор Программы дифференциации и рака, в Барселоне, Испания, дал свою оценку исследованию: “Используя эту новую стратегию, работа прекрасно показывает, как hPSCs могут быть преобразованны в клетки эндодермы с высокой эффективностью. Описанная стратегия должна быть более широко применима и к другим желаемым типам клеток.”