Международная группа ученых разработала новую стратегию управления развитием стволовых клеток. Учёным удалось выяснить, почему одни эксперименты показывают сохранение клеток в начальном состоянии при активации сигнального пути Wnt/β-катенин, а другие — его влияние на их развитие. Оказалось, что одна и та же молекула может запускать противоположные процессы в зависимости от условий эксперимента.
Работа проводилась для выяснения влияния выбранного пути на поведение индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека – универсальных клеток, которые можно перепрограммировать для получения различных тканей. Учёные сравнивали «наивное» и «праймированное» состояния этих клеток: в первом случае клетки сохраняют максимальную гибкость, во втором — уже частично запрограммированы и хуже поддаются управлению.
Учёные обнаружили, что новый фактор роста NME7AB может поддерживать клетки в «наивном» состоянии. Такие клетки сохраняют две активные Х-хромосомы (у образцов женского пола) и демонстрируют высокий уровень активности белка β-катенина, связанного с работой гена WNT. Они активно разделяются, не переходят в спонтанную дифференцировку и при необходимости легко превращаются в нейроны, клетки печени или костной ткани.
Обработка уже «праймированных» клеток молекулой WNT3A приводит к появлению двух групп: часть клеток становится более пластичной, а другая — запускает процесс специализации.
В экспериментах по дифференцировке клеток наилучшие результаты показали клетки, выращенные с NME7AB. Клетки быстрее и эффективнее превращались в зрелые типы: нейроны производили больше дофамина; мезенхимальные клетки активно делились и превращались в кость, хрящ или жировую ткань; гепатоциты сохраняли функции печени: усваивали жиры, накапливали гликоген и нейтрализовали аммиак.
Полученные результаты ставят перед нами важный вопрос: можем ли мы применять «наивное» состояние в качестве отправной точки для более контролируемой клеточной терапии? Это особенно важно для лечения заболеваний головного мозга, печени и суставов.
Авторы считают, что следующим шагом станет более точное изучение молекулярных механизмов: что именно заставляет клетку оставаться гибкой или начинать превращение? Учёные также планируют протестировать эффекты разных доз сигнальных молекул на отдельных клетках.