Альтернативным
подходом к перепрограммированию клеток для автологичной (самому себе) клеточной терапии,
дающим возможность
избежать целого списка осложнений, связанных с использованием
плюрипотентных клеток (опухолей и т.д.) является метод получения клеток крови из кожи без
промежуточной стадии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток ([xcii]). Метод основан на внедрении
гена Oct4, и добавлении цитокинов, что позволяет
перепрограммировать фибробласты
кожи так, что те порождают
линии гранулоцитов, моноцитов, мегакариоцитов и эритроидных клеток. При
этом важным преимуществом является то, что образующиеся клетки крови относятся к взрослому типу клеток ([xciii]), а не к эмбриональным
клеткам крови, которые обычно образуются из ИПСК или ЭСК. Предполагается, что
этот подход позволит в недалеком будущем делать переливания крови пациентам с
анемией, при хирургических вмешательствах, больным раком и т. д., кровью
полученной из их собственной кожи. Стратегия аналогичного подхода
разработана и для получения кардиомиоцитов ([xciv]) и клеток печени ([xcv]). Идентифицированы транскрипционные
факторы, которые могут служить для разработки «коктейля» факторов необходимых
для прямой
трансдифференцировки соматических
взрослых клеток непосредственно в клетки печени – гепатоциты ([xcvi]). Вызвав избыточный синтез
транскрипционных факторов Ascl1, Brn2, и Myt1l удалось преобразовать
фибробласты человека непосредственно в
нейроны ([xcvii]).
Еще один способ
перепрограммирования заключается в поэтапном моделировании на скелетной мышце
млекопитающих процессов, которые происходят у амфибий при регенерации
конечности. Ключевыми событиями при этой регенерации являются: 1.) разделение мышечного волокна,
представляющего собой многоядерный синтиций, на отдельные одноядерные клетки –
клеткаризация (fiber cellularization) и 2.)
последующая дедифференцировка ([xcviii]). Оказалось, что клеткаризацию мышечных
волокон можно вызвать их
инкубацией с миосеверином (myoseverin) ([xcix]) который разрушает сеть микротубул ([c], [ci]).
Активную
пролиферацию и дедифференциацию образовавшихся клеток позволяет вызвать
ингибирование синтеза (кодируемого геном CDKN
1A) белка p21, который, как известно, является регулятором клеточного цикла
в стадии G1, когда происходит
выбор, будет ли клетка делиться, пройдя точку
рестрикции ([cii]), или будет
находиться в состоянии покоя. Дальнейшая дифференцировка полученных клеток в
немышечные (адипогенные, остеогенные и др.) прогениторные клетки достигается с помощью небольшой молекулы ([ciii]) называемой реверсином (reversine
(2-(4-morpholinoanilino)-6-cyclohexylaminopurine).
Таким образом, с
помощью химических веществ, в условиях культуры мышечных клеток млекопитающих,
которые, как известно, не способны регенерировать конечности, удалось индуцировать
процессы аналогичные тем которые протекают при регенерации конечностей у
амфибий ([civ]). см.рис 3.2.2
Следует отметить, что прогениторные клетки бластемы
отличаются как от эмбриональных стволовых клеток, так и от ИПСК тем, что хотя
они и дедифференцированы, но не до такой степени плюрипотентности.
Эмбриональные стволовые клетки, а также ИПСК можно использовать для
клонирования целого организма, но они непригодны для бластемы, задача которой
восстановить конкретную часть организма (руку или ее часть, ногу, почку,
сетчатку глаза, зуб и
т.д.). Есть надежды, что можно будет
активировать регенерацию путем стимуляции образования прогениторных мышечных
клеток с помощью инъекций интерференционных
РНК ингибирующих Rb и ARF.
Известно, что мишенью Rb (ген подавляющий опухоль - ретинобластому) является
важный для регенерации сердца ([cv]) фермент PLK1 (Polo-like kinase 1), необходимый для
митоза и подавления регулируемого белком p53
апоптоза ([cvi], [cvii]). В экспериментах с генами Rb и Ink4A (продуктом гена ARF, который
присутствует в геноме высших позвоночных животных, но отсутствует у тритона и
саламандры) было показано, что инактивация Rb приводит к активации деления
мышечных клеток у саламандры (но не у млекопитающих). Совместное отключение (с
помощью «нокдауна генов» интерференционной РНК) и ARF и Rb приводит к
дедифференцировке клеток млекопитающего (мыши) и их активной пролиферации как у
раковых клеток. Далее см. Изменения связанные с образованием регенерационной
бластемы
|