Стволовые клетки опухли

Лечение стволовыми клетками чревато опухолями и мутациями

Людей, которые питают надежды на долгую жизнь и здоровую старость благодаря индуцированным плюрипотентным стволовым клеткам, ждет разочарование. Оказалось, что процесс репрограммирования клеток оставляет на их геноме неискоренимый отпечаток, в том числе чреватый и опухолями после инъекций.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "2328723",
    "incutNum": 1,
    "repl": "<1>:{{incut1()}}",
    "uid": "_uid_3544037_i_1"
}

В биологии развития есть определенное очарование — представьте, что всего за несколько месяцев одна-единственная «универсальная» клетка превращается в несколько сотен триллионов специализированных и уникальных потомков. Цена за вновь обретенные способности — качать кровь, фильтровать мочу или фокусировать свет — по большому счету не столь уж и велика: приобретая узкую функцию, почти все клетки взрослого организма теряют способность делиться.

Безусловно, из крови или костного мозга можно выделить отлично размножающиеся стволовые клетки, но толку от них в восстановлении той же сетчатки глаза или пострадавшего спинного мозга, будет не так уж и много — уже на первых неделях эмбрионального развития они определились со своим будущим, «отказавшись» от возможности превращаться в клетки других тканей.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3529306",
    "incutNum": 4,
    "repl": "<4>:{{incut4()}}",
    "uid": "_uid_3544037_i_4"
}

Альтернатива — индуцированные плюрипотентные (от латинского pluralis — множественный и potentia — сила, мощь, возможность) стволовые клетки (ИПСК или iPCs), которые при помощи небольшой генетической модификации можно легко получить практически из любой клетки тела, даже кусочка кожи. А уже потом превратить в клетки пострадавшего органа, будь то нейроны, фоторецепторы сетчатки, красные кровяные тельцы или мышечные клетки сердца.

До недавнего времени считалось, что сам процесс индукции обнуляет способность к развитию, стирая все приобретенные за жизнь «надгенетические» модификации.

К сожалению тех, кто рассчитывал на скорое появление подобных технологий в клинической практике, это не совсем так: определенная клеточная память все-таки остается. Так, ИПСК, полученные из кожи, легче превратить в клетки кожи, чем в клетки крови, и наоборот. Это связано с уже упомянутыми эпигенетическими изменениями, приобретаемыми в течение всей жизни.

Эпигенетическое наследование

— наследуемые изменения в фенотипе или экспрессии генов, вызываемые механизмами, отличными от изменения последовательности ДНК (приставка эпи- означает в дополнение). Такие изменения могут оставаться видимыми в течение нескольких клеточных поколений или даже нескольких поколений живых существ.

В случае эпигенетического наследования не происходит изменения последовательности ДНК, но другие генетические факторы регулируют активность генов. Лучшим примером эпигенетических изменений для эукариот является процесс дифференцировки клеток. В течение морфогенеза тотипотентные стволовые клетки становятся плюрипотентными линиями клеток, которые в тканях эмбриона затем превращаются в полностью дифференцированные клетки. Единственная клетка — зигота — оплодотворенная яйцеклетка дифференцируется в различные типы клеток: нейроны, мышечные клетки, эпителиальные клетки, клетки кровеносных сосудов и многие другие. В процессе дифференцировки активируются одни гены и инактивируются другие.

Известные эпигенетические механизмы: метилирование ДНК; ремоделирование хроматина; регуляция на уровне РНК; в частности, РНК-интерференция; прионизация белков; инактивация X-хромосомы

Несмотря на то что они не сказываются непосредственно на последовательности нуклеотидов в геноме, эти надстройки могут играть немалую роль в судьбе клетки, даже предрасполагая её к перерождению в опухолевую.

Как оказалось, на этом список недостатков ИПСК не ограничивается.

Почти все из протестированных авторами двух статей в Nature линии ИПСК несли существенные генетические изменения.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3226582",
    "incutNum": 3,
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_3544037_i_3"
}

В первую очередь, это число копий генов и участков хромосом, увеличивающееся в процессе перехода к плюрипотентности. А удлиненные хромосомы чреваты не только нарушением функции, скажем нарушениями обмена веществ или роста, но и серьезным риском развития онкологических заболеваний. Но это, по крайней мере, неизмененные участки — явление хоть и нежелательное, но всё же встречающееся и в обычных клетках.

Вторая находка намного серьезнее — обилие мутаций, отсутствие которых позиционировалось как залог успешного применения ИПСК в клинике.

Обнаруженные недостатки не ставят крест на проводимых исследованиях, а скорее говорят о том, что все ИПСК «равны, но некоторые равнее других». И перед очередной трансплантацией не лишним будет провести генетическое тестирование, которое усложнит и без того непростую процедуру.