Новый взгляд на стволовые клетки
Профессия Витторио Себастьяно - работать с несколькими миллионами стволовых клеток. Профессор репродуктивной биологии Стэнфордского университета хранит клетки в тепле и влаге глубоко внутри одного из крупнейших в стране центров по исследованию стволовых клеток. К нему присоединилась армия исследователей, каждый из которых преследует свои цели. Его собственная исследовательская программа весьма амбициозна: он хочет обратить вспять старение людей.
Стволовые клетки могут перепрограммировать себя, чтобы выполнять функции практически любого другого типа клеток и играть жизненно важную роль в раннем развитии. Это функциональное перепрограммирование обычно сопровождается омоложением. Себастьяно считает, что если он может разделить эти различные виды перепрограммирования, то может и открыть совершенно новый вид терапии старения.
Какое влияние окажет ваша работа на исследования старения?
Я изучаю, можем ли мы отделить процесс функционального перепрограммирования клеток от процесса перепрограммирования старения клеток. Обычно эти два процесса происходят одновременно. Моя гипотеза заключается в том, что мы можем индуцировать клеточное омоложение без изменения функций клеток. Если нам это удастся, то мы можем начать думать о том, как остановить старение.
В чем разница между функциональным перепрограммированием и перепрограммированием старения?
Функция клетки кожи заключается в синтезе определенных белков, например, кератинов, которые защищают кожу. Функция клетки печени - метаболизм. Это специфическая функция клеток. Перепрограммирование этой функции означает, что у вас больше нет клетки печени. Теперь у вас есть другая клетка, которая имеет совершенно другую функцию. Возраст, с другой стороны, это просто степень полезности этой клетки, и это в основном эпигенетический процесс. Молодая кератиноцитарная клетка моложе, чем старшая кератиноцитарная клетка, но это все равно кератиноцитарная клетка. Удивительно то, что если вы берете старую клетку, которая полностью привержена определенной функции, и пересаживаете ее ядро в незрелую яйцеклетку, называемую ооцит, то вы возвращаете ей эмбриональную функцию. Это значит, что она может стать любой другой клеткой тела и вы можете вернуть возраст этой клетки к самому началу. Это просто невероятно.
Наша парадигма подхода к старению может быть смещена.
Как можно получить подобную клетку в лаборатории?
Такая клетка называется плюрипотентной. Исторически сложилось так, что причиной появления плюрипотентности из не-плюрипотентных клеток была процедура, которую я только что описал: так называемый "ядерный перенос соматической клетки". Вы берете не плюрипотентную клетку, скажем, клетку печени или фибробласт или любую другую клетку. Изолируете ее ядро и пересаживаете его в яйцеклетку, которая ранее была лишена своего ядра. В результате образуется так называемый воссозданный эмбрион, в котором цитоплазма является исходной цитоплазмой яйца, а ядро - ядром клетки, которую вы изолировали. Яйцо обладает удивительной способностью перепрограммировать ядро до состояния, подобного эмбриону. Шинья Яманака, японский исследователь, получивший Нобелевскую премию за свою работу три года назад, продемонстрировал еще одну методику, названную "индуцированные плюрипотентные стволовые клетки", или iPS. Он показал, что если просто увеличить экспрессию четырех определенных транскрипционных факторов внутри неплюрипотентной клетки на несколько недель, то можно создать программу, похожую на эмбриональную. Эти факторы также каким-то образом стирают эпигенетическую память клетки, делая ее моложе.
Насколько мы близки к использованию индукции плюрипотентности в терапии?
iPS у мышей была описана в 2006 году, а у людей - в 2007, так что прошло уже 10 или 11 лет. Первые клинические испытания с использованием iPS уже близки к началу I и II фазы. Было много надежд и обещаний, но всё протекает очень медленно. Причина в том, что когда речь заходит о клинических испытаниях, приходится учитывать ряд осложнений. Вы должны знать, как сделать клетки очень эффективными, а затем они должны стать безопасными. Должно быть больше клинических испытаний, основанных на iPS. Например, я сотрудничаю с iPS-платформой для лечения кожного заболевания под названием эпидермолиз буллоза. Мы пытаемся перенести это в доклиническую стадию в течение следующих нескольких лет, а затем, если мы это пройдем, мы, возможно, начнем переходить в I фазу клинических испытаний. Сейчас все продвигается довольно быстро.
