Как подружить гены в клетках. Коктейль молодости, светящиеся котики, напечатанные органы и другие прелести науки

В своей диссертации я исследовала, как ученые могут использовать мезенхимальные стволовые клетки (МСК) для лечения химических ожогов и механических травм. Это очень эффективный материал для восстановления, так как стволовая клетка способна трансформироваться в клетку ткани. Однако серьезная сложность заключается в том, что также она способна стать «врагом» и превратиться в источник распространения онкологии по организму. Для того чтобы взять от стволовой клетки только ее лучшие качества, мы работали не с ней самой, а с ее факторами роста, которые благотворно влияют на регенерацию.

Предметом моих исследований была поврежденная кожа. Я вводила факторы роста стволовых клеток животным и следила, заживляются ли ткани и каким образом воздействуют компоненты, сравнивая этот процесс с воздействием плацебо (физраствора).

Стволовые клетки и их ростовые факторы изучают во всем мире. Регенеративная медицина в настоящее время практически базируется на исследованиях, включающих применение стволовых клеток в той или иной области. В этой главе я расскажу об удивительных исследованиях с применением стволовых клеток. Почему удивительных? Потому что некоторые из них еще 120 лет назад казались чем-то на уровне фантастики. Впрочем, и опасность в их применении тоже есть.

Опасность стволовых клеток

В чем же опасность стволовых клеток? Это обратная сторона медали. Почти на всех конференциях и даже на защите диссертации у меня спрашивали лишь об одном: «А что, если стволовые клетки превратятся в раковые?»

К сожалению, эти вопросы задавались не без основания. Как только ученые «разведали» удивительные свойства стволовых клеток, практики тут же начали думать, как же можно их применить. И конечно же, как только из каждого утюга стало доноситься, что стволовые клетки – это панацея, сильнейшие мира сего начали их «втюхивать» налево и направо, а те, кто побогаче, познаменитее и постарше, с большим удовольствием пользовались «благами современной цивилизации». Клеточный туризм начиная с 2010 года процветал во многих странах. Но какой ценой? В том, что стволовые клетки стали причиной развития раковых опухолей, много слухов, но были и исследования, подтверждающие их опасность.

В 2016 году американские врачи опубликовали в New England Journal of Medicine статью о случае развития опухоли в результате «лечения» стволовыми клетками в коммерческих клиниках [1].

Мужчина, желающий избавиться от последствий инсульта, решился на введение в спинномозговой канал мезенхимальных, эмбриональных и плодных стволовых клеток. Все эти манипуляции ему сделали в клиниках Китая, Аргентины и Мексики. Через некоторое время у мужчины парализовало ноги и началось недержание мочи, помимо всего прочего, у него дико болела спина.

С помощью МРТ с контрастным веществом, биопсии и анализа ДНК врачи выяснили, что под твердой оболочкой спинного мозга этого мужчины плотное клеточное быстрорастущее новообразование, которое состоит в основном из чужеродных клеток.

У этого образования были все признаки злокачественного, но секвенирование не выявило ни одного изменения в геноме, характерного для рака. Врачи недоумевали, ведь до этого они ни разу такого не видели. После курса лучевой терапии новообразование уменьшилось в размере, а пациент смог шевелить правой ногой. Поэтому, дабы минимизировать такие случаи, ученые все же пытаются и дальше работать над исследованиями стволовых клеток.

В начале 2018 года российские исследователи опубликовали статью в журнале Stem Cell Reports, где рассказали о том, что разработали новый способ мечения ДНК, при помощи которого можно наблюдать за делением и дифференциацией стволовых клеток почти во всех тканях. Метод основан на применении трех модифицированных аналогов нуклеотидов. Последовательное окрашивание трех разных меток в мозге позволило исследователям наблюдать за нейрогенезом у мышей [2].

Стволовые клетки: как они превращаются в органы и эмбрионы

И все же волков бояться – в лес не ходить. Поэтому от опасности перейдем к пользе. Как вы, наверно, уже поняли из описания стволовых клеток, в них таится огромный потенциал для того, чтобы лечить различные заболевания и восстанавливать ткани.

Команда ученых из медицинской школы Перельмана в Университете Пенсильвании нашла белок, который запускает тот самый процесс «инициации»: перехода стволовой клетки в специализированную. Они смогли описать пошагово этот процесс [3]!

Еще в 2002 году исследователи из лаборатории доктора Зарета обнаружили специальный белок FOXA1, который дает доступ другим молекулам белка к структуре ДНК стволовых клеток. Новая работа позволила разобраться, как именно стволовая клетка получает информацию, кем необходимо ей стать.