Вирусы: Скорее друзья, чем враги

Рост волос и ногтей – разве это не пример самообновления? Для этого нужно задействовать стволовые клетки. Выдерните волос, и в его нижней части окажется скопление клеток. Часть из них – стволовые клетки, которые могут развиться во взрослые клетки. Стволовые клетки прячутся в луковице фолликула. В процессе миграции на поверхность кожи под воздействием факторов, вырабатываемых их окружением, происходит дифференциация этих клеток. И наоборот, человеческие эмбрионы являются источником эмбриональных стволовых клеток (ЭС) человека. У них сильно выраженная изменчивость, они являются тотипотентными и в зависимости от стимула способны развиться во взрослую клетку любого типа, что может привести к формированию новой личности! Однако их нужно выделить из эмбриона перед имплантацией – то, что остается послеоплодотворения. Выделение стволовых клеток вызывает неоднозначную реакцию, и в ряде стран эти процедуры либо запрещены, либо носят ограниченный характер. Ученым, которые хотят работать с такими клетками, приходится переезжать в страны, где такие эксперименты разрешены. В Германии ЭС-клетки, видимо, были выделены до 2007 г. Плюрипотентные стволовые клетки развиваются в несколько различных органов или типов клеток, например в печень. Затем существуют  стволовые взрослые клетки, которые заменяют клетки в органах для их регенерации и могут вырасти только в определенные клетки. Стволовые клетки локализуются в эпителиальных тканях, как указывалось выше, костном мозге или пуповинной крови. Сердце и головной мозг не слишком активно регенерируются, в тканях этих органов практически нет стволовых клеток. Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), выделяемые из костного мозга или крови, можно трансплантировать пациентам; они весьма эффективны при лечении определенных видов лейкемии. Стволовые клетки также обсуждаются в связи с развитием рака, но до сих пор остается открытым вопрос, задействованы ли они в этом процессе и какая роль им отводится в терапии рака. Их предпочтительнее называть не «опухолевые стволовые клетки», а «инициаторы опухоли» или «клетки-предшественники». Это удивительно, но некоторые родители десятки лет хранят клетки пуповинной крови новорожденных в качестве возможной «медицинской страховки» для лечения заболеваний, которые могут развиться у ребенка в течение жизни.

Прорыв в исследованиях стволовых клеток у людей произошел в связи с появлением «коктейля». Его ингредиенты дают возможность перепрограммировать дифференцированные зрелые клетки, чтобы они стали стволовыми. Мечта человечества осуществилась, поскольку этот коктейль способен превратить клетки взрослых мышей в эмбриональные. Этот коктейль может «перепрограммировать» клетки взрослого организма, чтобы можно было «все начать сначала». Все, что нужно для этого коктейля, – набор из четырех белков, которые называются с-Myc, Oct4, Sox2 и Kif4. Все они относятся к транскрипционным факторам, и каждый из них может регулировать большое количество генов – несколько сотен. Факт превращения зрелых клеток в эмбриональные подтверждается результатами имплантации в организм мыши-самки клеток, обработанных коктейлем, – развивается новая мышиная особь. Это действительно фантастический эксперимент: полностью специализированная (дифференцированная) клетка превращается обратно в эмбриональную, универсальную плюрипотентную клетку. Это вполне возможно, поскольку в каждой клетке, в том числе и в зрелой, присутствуют все гены, но лишь немногие из них активно экспрессируются в силу имеющихся у них клеточных программ. Существует 200 различных программ для 200 различных типов зрелых клеток. Программы омоложения должны быть в состоянии подавить все эти программы и реактивировать все гены, сделать все клетки плюрипотентными. Поскольку четыре фактора «индуцируют» это состояние, такие клетки называются «индуцированными плюрипотентным стволовыми клетками», или сокращенно iPS-клетками. Такие клетки могут запускать процесс заново и превратиться в одну из 200 различных типов клеток организма вследствии действия специфических факторов дифференциации. Простой способ – это поместить iPS-клетки рядом с тканью, которую нужно получить. Например, существующие клетки мышечных тканей способствуют формированию клеток мышечной ткани из iPS-клеток путем секреции факторов, стимулирующих специфические клетки мышечной ткани. Это основа регенеративной медицины.