Кибержизнь. Контуры медицины будущего

Эта идея получила развитие в работах, выполненных на ММСК из жировой ткани. Данные работы убедительно показали, что при обработке культур клеток МССК из костного мозга 5-азацитидином изменяется структура межклеточных взаимодействий. Клетки начинают объединяться, образуя миотубоподобные структуры. Через неделю возникают процессы спонтанного сокращения, а уже через три недели процессы сокращения удивительным образом синхронизируются. Образовавшиеся структуры положительно метятся антителами против миозина, десмина и актина. Спонтанная дифференцировка МССК из немышечных тканей в клетки скелетных мышц в литературе не описана. Это наводит на мысль, что к миодифференцировке способны не все, а лишь определенная часть популяций МССК, для которых миогенный путь развития является наиболее преимущественным.

Тесты in vitro, проводимые при воздействии на культивируемые клетки искусственных гуморальных сигналов, а затем выявление специфических маркеров, не представляют четкой аналогии с гистологической картиной, наблюдаемой в ткани при дифференциации клеток в естественных условиях. С другой стороны, используются способы, цель которых показать спонтанное перепрограммирование судьбы клетки под действием случайного набора факторов, присутствующих в среде. Оба способа изменения программы преобразования клетки являются в равной степени важными биологическими феноменами. Однако они радикально отличаются как теоретически, так и экспериментально.

В каждом случае принципиально важно, является ли вводимый индуктор специфическим химическим сигналом, запускающим перепрограммирование судьбы клетки или эффект от его воздействия связан со спонтанной дифференцировкой из-за далеких от оптимальных ростовых условий опытной среды. Возможность спонтанной дифференцировки является характеристикой данной культуры и представляет собой преобразование клетки в пределах дифферона, а не перепрограммирование ее судьбы.

Принятый ранее взгляд на дифференциацию как на ряд последовательных клеточных изменений на пути к окончательно дифференцированной клетке был подвергнут пересмотру, поскольку стволовые клетки взрослого организма оказались способны в определенных условиях дифференцироваться в клеточные типы, отличные от тех, что встречались в тканях, из которых эти клетки были выделены.

К примеру, было показано, что терминально дифференцированные хондроциты, остеобласты и адипоциты под воздействием внеклеточных стимулов могут превращаться в другие типы мезенхимальных клеток in vitro. В процессе такого видоизменения, дифференцированные клетки теряют фенотипические свойства, характерные для их клеточного типа, и активно пролиферируют, становясь похожими морфологически и функционально на примитивные стволовые клетки. Создавая определенные изменения внешней среды, можно добиться того, что эти дедифференцированные клетки развиваются в другой тип клеток, то есть проходят повторную дифференциацию. Из этого следует, что и предшественники, и дифференцированные клетки сохраняют полипотентность, и в соответствующих условиях (например, в процессе регенерации тканей) могут избирать разные пути дифференциации.

МССК в соответствующих индуцирующих условиях, способны дифференцироваться не только в мезодермальные типы клеток. Они также дают начало производным других зародышевых листков – эктодермы и эндодермы. В последние годы опубликовано несколько работ, демонстрирующих возможность использования МССК из костного мозга в качестве источника получения клеток, вырабатывающих инсулин. Для переключения МССК в предшественники эндодермы с целью последующей их дифференцировки, используются методы культивирования в специальных средах, содержащих индукторы и методы трансфекции генами самых основных факторов транскрипции (Foxa2, Hb9, Pdx1). Полученные таким образом инсулин-продуцирующие клетки полноценно активны и демонстрируют глюкозо-зависимую секрецию инсулина как in vitro так и in vivо.

Опираясь на представленную выше информацию, можно понять, насколько процесс запуска дифференцировки ММСК зависит от внешнего управления разноплановыми биорегуляторами. Открывая на этом пути новые факторы роста и другие регуляторы, мы в будущем надеемся получить ключ к пониманию причин сбоя в стволе дифференцирующих делений МССК, а значит, и к пониманию того, дисбаланс каких факторов (нехватка, переизбыток) приводит, например, к разным типам рака (от низкодифференцированного до высокодифференцированного), а также к возникновению доброкачественных опухолей.