Научные исследования продолжают открывать новые горизонты, и недавнее открытие группы австралийских исследователей может стать ключом к улучшению регенеративной медицины. Опубликованное в известном журнале Nature исследование предлагает инновационный подход к преодолению одной из главных проблем в области индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS) — «эпигенетической памяти».
Читать далее:
- Генная терапия: что это такое и какие болезни она может вылечить?
- Что такое цветовая слепота и как она работает
- Излечение от диабета может происходить с помощью трансплантации стволовых клеток; понимать
Один из авторов исследования, Сэм Бакберри, представил свои выводы в статье, написанной им на сайте The Conversation.
Сброс памяти стволовых клеток
- Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS) произвели революцию в регенеративной медицине, обеспечив способность регенерировать, восстанавливать и заменять поврежденные ткани и органы.
- Однако существенным препятствием было сохранение «эпигенетической памяти» после клеточного перепрограммирования.
- Наша ДНК несет в себе последовательности инструкций, известные как гены.
- Когда различные факторы влияют на активность этих генов, включая или выключая их, не вызывая изменений в самой последовательности ДНК, это явление называется эпигенетикой — обозначение, которое буквально переводится как «за пределами генетики».
- Эпигеном клетки — это общее выражение, используемое для обозначения всех происходящих в ней эпигенетических модификаций.
- Каждая из наших клеток имеет одинаковую базовую ДНК, но именно эпигеном определяет, какие гены включаются, а какие отключаются.
- И, в свою очередь, этот процесс диктует, будет ли клетка развиваться в сердечную клетку, нефроцит, гепатоцит или любую другую клеточную типологию.
Вы можете думать о ДНК как о поваренной книге, а об эпигеноме — как о наборе закладок. Закладки не изменяют рецепты, а указывают, какие рецепты используются. Точно так же эпигенетические метки помогают клеткам интерпретировать генетический код, не изменяя его.
Когда мы перепрограммируем зрелую клетку в iPS-клетку, мы хотим стереть все ее «метки страницы». Однако это не всегда работает полностью. Когда некоторые маркеры остаются, эта «эпигенетическая память» может влиять на поведение iPS-клеток.
Сэм Бакберри, автор исследования, The Conversation
- Когда зрелая клетка перепрограммируется, чтобы стать iPS-клеткой, цель состоит в том, чтобы стереть все «маркеры».
- Однако эта задача не всегда полностью успешна.
- Когда некоторые маркеры сохраняются, эта «эпигенетическая память» может влиять на поведение образующихся iPS-клеток.
- ИПСК, созданная из клетки кожи, может сохранять своего рода частичную «память» о своем исходном состоянии, что делает ее более вероятной для обратного превращения в кожноподобный тип клеток и менее склонной к дифференцировке в другие типы клеток.
- Это явление происходит из-за того, что некоторые из эпигенетических меток ДНК обладают способностью инструктировать клетку принимать характеристики клетки кожи.
- Эта особенность может представлять проблему при использовании iPS-клеток, поскольку она может влиять на процесс нацеливания этих клеток на желаемые типы клеток.
- Кроме того, это может повлиять на функцию клеток после их создания.
- Если цель состоит в том, чтобы использовать iPS-клетки, например, для помощи в регенерации поджелудочной железы, но эти клетки сохраняют «память» о том, что они клетки кожи, вполне вероятно, что они не будут успешно играть роль настоящих клеток поджелудочной железы.
Переписывая сотовую историю
Автор фото: Юрченко Сергей/Shutterstock
Исследователи совершили выдающийся прорыв в области стволовых клеток, представив инновационный метод стирания клеточной памяти и превращения iPS в более похожие на эмбриональные стволовые клетки. В исследовании подчеркивается революционный процесс, который имитирует естественную эпигенетическую перезагрузку, происходящую во время эмбрионального развития.
Ученые исследовали, как трансформируется эпигеном, когда взрослые клетки перепрограммируются в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Вдохновленные тем, как эмбриональные клетки начинают с нового набора «чистых листов», исследователи представили этап процесса перепрограммирования iPS, который имитирует этот естественный процесс перезагрузки.
В период раннего развития эмбриона, до его имплантации в матку, стираются наследственные эпигенетические метки сперматозоидов и яйцеклеток. Эта «перезагрузка» позволяет эмбриональным клеткам начать новый путь, не неся прежний эпигенетический багаж.
Применяя эту концепцию, команда смогла получить индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые больше напоминают эмбриональные клетки, без этических препятствий, устраняя эпигенетическую память и позволяя им трансформироваться в любой необходимый тип клеток.
Это открытие не только открывает новые горизонты для регенеративной медицины, но и может революционизировать наш взгляд на потенциал стволовых клеток. Возможность «перепрограммирования» клеток, чтобы они действовали как чистый лист, дает надежду на более эффективные и персонализированные методы лечения различных заболеваний, от диабета до нейродегенеративных заболеваний.
Вы смотрели новые видео на YouTube цифрового взгляда? Подписывайтесь на канал!
Пост «Стереть память» о том, что стволовые клетки могут изменить регенеративную медицину, впервые появился на Olhar Digital.