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

По словам Эрнесто, такое возможно благодаря «перепрограммированию» генетического кода обычных клеток крови и жировых клеток того же организма. Изначально человек рождается с определенным количеством (около 100 тысяч) волосяных фолликулов, которых с течением времени становится только меньше. Множество причин – от банального старения до коро-навирусной инфекции – убивает стволовые клетки волосяной луковицы. Команда Лухана научилась создавать их путем изменения генной активности. Ученые показали, что перепрограммированные стволовые клетки человеческого волоса могут генерировать волосы. Для этого они оптимизировали процедуру трансплантации, а затем пересадили перепрограммированные клетки мышам с дефицитом шерсти. Волосы начали прорастать через 3 недели после первоначального лечения, а ко второму месяцу в месте лечения выросли новые волосы.

Основатель dNovo считает, что сегодня следует рассматривать клетку не как фиксированную идентичность, а как определенное состояние, которое можно менять.

Впрочем, у каждой теории найдутся и критики: многие считают, что подобный эксперимент не приблизит нас к победе над облысением. К тому же научных статей по исследованиям компании до сих пор нет, а патенты только формируются. «Самая большая трудность подобных экспериментов заключается в том, чтобы перенести эту технологию на людей», – говорит Карл Келлер, профессор из Гарвардского университета.

Сегодня самая передовая методика по борьбе с облысением – пересадка собственных фолликулов в места облысения. В качестве донорской области могут выступать затылочная часть головы, подбородок, ноги.

Если говорить о более сложных и малоизученных заболеваниях, то тут стволовые клетки тоже могут прийти на помощь. Эпилепсия – это хроническое неинфекционное заболевание головного мозга, которое характиризуется повторяющимися припадками с потерей сознания и отключением контроля функций кишечника и мочевого пузыря. Симптоматика обусловлена появлением чрезмерных хаотичных электрических импульсов в головном мозге, а вариация частоты может достигать от одного приступа в год до нескольких в день. Возникновение заболевания может быть связано с наследственной предрасположенностью, внутриутробными травмами или, как в одном случае, – отравлением нейротоксином.

Такая участь постигла морского льва – его выбросило на берег. Его мозг был поврежден из-за воздействия домоевой кислоты, нейротоксина, вырабатываемого водорослями и бактериями, обнаруженными на побережье Северной Калифорнии. Воздействие домоевой кислоты на морских львов вызывает повреждение головного мозга, подобное тому, которое наблюдается у людей с височной эпилепсией, наиболее распространенной формой заболевания.

Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско решили помочь морскому льву, заодно и проверить одну теорию [29]. Во время операции на головном мозге они заметили, что приступы обусловлены генерацией импульсов из левого гиппокампа, который при обучении играет роль в памяти. Данная область была покрыта шрамами и сморщена. Хирурги ввели Кронатту (так звали льва) четыре инъекции, содержащие по 50 тыс. клеток гиппокампа, взятого из мозга свиньи. Ранее подобные эксперименты ставили только на лабораторных мышках. Через пять часов животное отошло от наркоза и прекрасно себя чувствовало. В течение недели у львенка еще сохранялись приступы. А еще через 16 месяцев Кронатт выглядел веселым, бодрым и совсем избавился от эпилепсии. Еще рано говорить о применении такой технологии на людях, но даже спасение жизни одного морского льва – уже большой шаг в науке.

В данный момент генная инженерия идет по пути изучения «перепрограммирования» одних типов клеток в другие, как правило стволовые. Они обладают большим терапевтическим потенциалом, который можно направить на выращивание органов и тканей для трансплантации, решая проблему донорства в целом. Сложность самого механизма увеличивает риск ошибки, что может привести к развитию рака и другим нежелательным последствиям. Поэтому требуется какой-то надежный механизм работы с генетическим материалом.

Группа ученых из Медицинской школы штата Луизиана изобрела свой подход, который назвала нанотрансфекцией тканей [30]. Они создали наночип, способный перепрограммировать клетки кожи в клетки кровеносной системы и нервные клетки. Чип состоит из кремниевой основы со множеством микроигл и крошечными каналами. Поверх чипа расположен контейнер с молекулами для генетического редактирования. Эти молекулы можно внедрить на определенную глубину и начать редактирование. Процедура введения биоматериала неинвазивна – нанотрансфекция проводится с помощью зарядов тока, которые пациент практически не ощущает. Под воздействием тока в организм попадают ДНК или РНК, которые затем перепрограммируют нужные клетки. Они могут становиться клетками кровеносных сосудов или нервов без необходимости в использовании менее контролируемых систем с вирусными частицами.