Вчені вперше "безпосередньо" перетворили шкіру в нервові клітини

Американські молекулярні біологи вперше змогли безпосередньо перетворити клітини шкіри в повноцінні нейрони, минувши стадію стволових клітин, що відкриває дорогу для лікування хвороби Хантінгтона та інших генетичних хвороб мозку, йдеться в статті, опублікованій в журналі Cell Stem Cell.

"Перетворення клітин шкіри або будь-яких інших" дорослих "тканин у стовбурові клітини є своєрідним аналогом того, якби ми повністю руйнували будинок і заново його будували щоразу, коли нам хочеться зробити ремонт. Нам вдалося зрозуміти, як можна цього позбутися і поміняти вид клітини, не знищуючи при цьому її оригінальної структури ", – пояснює Ендрю Ю (Andrew Yoo) з університету Вашингтона в Сент-Луїсі (США).

За останні два десятиліття біологи навчилися перетворювати стовбурові клітини в тканини кісток, м'язів, шкіри і нервової системи. Такі тканини можуть стати "запчастинами" на випадок пошкодження тіла або ліками для ряду дегенеративних захворювань. Наприклад, культури "стовбурових" нейронів можуть стати панацеєю для лікування хвороб Альцгеймера і Паркінсона, а інші їх версії допоможуть повернути втрачені кінцівки або органи.

Наприклад, у квітні 2012 року вчені змогли перетворити стовбурові клітини в волосяні цибулини і успішно пересадили їх на потилицю "лисих" мишей. У минулому і позаминулому році японські вчені зібрали повноцінні копії різних органів, таких як нирки або печінку, зі стовбурових клітин, а також виростили ногу щури і "підключили" її до тіла гризуна. Всі ці досліди поки проводяться на тваринах, проте в найближчі роки аналогічні експерименти почнуться на людських клітинах.

Як розповідає Ю, перші ж досліди зі стовбуровими клітинами і "запчастинами", вирощеними з них, показали, що їх імплантація в організм людини або тварин не є безпечною – частина клітин "повертається в дитинство" і породжує доброякісні та злоякісні пухлини. Крім того, такі клітини досить складно використовувати в дослідах по вивченню коренів різних спадкових хвороб.

З цієї причини вчені сьогодні шукають шляхи "прямого" перетворення культур клітин сполучної тканини, що зустрічаються в шкірі і в інших частинах тіла, у "дорослі" клітини різних органів, які б не мали здатність самостійно розмножуватися.

Ю і його команда зробили перший крок до вирішення цієї проблеми, навчившись перетворювати шкіру людини в дорослі рухові нейрони, використовуючи мікро-РНК – особливі сигнальні молекули, які грають переносників інформації всередині клітин і "диригують" роботою генів.

Аналізуючи ріст і роботу клітин мозку всередині зародків мишей, вчені помітили, що всередині них були особливо активні два типи подібних молекул – miR-9 і miR-124, а також дві інші сигнальні молекули – ISL1 і LHX3. Виділивши їх із нейронів, біологи перевірили, що станеться, якщо ввести ці мікро-РНК в клітини сполучної тканини за допомогою ретровірусу.

Як виявилося, подібна "ін'єкція" практично миттєво перетворювала фібробласти на нейрони з рухової кори мозку, не змінюючи при цьому їхню життєдіяльність і не омолоджуючи їх, як це відбувається при перетворенні літніх клітин шкіри в "безсмертні" стовбурні клітини. Це дуже важливо для вивчення хвороб, при розвитку яких нервові клітини передчасно старіють і вмирають.

Наприклад, клітини, які створили Ю і його колеги, масово гинуть при розвитку хвороби Хантінгтона, і їх вивчення може допомогти вченим зрозуміти, як захистити нейрони реальних людей від подібної долі. Крім того, в подальшому вчені можуть підібрати й інші комбінації мікро-РНК і сигнальних молекул, які змушують клітини шкіри перетворюватися в інші типи нервових клітин, і використовувати їх для лікування хвороб мозку і нервової системи.

Раніше вчені з Фінляндії знайшли новий ефективний спосіб поліпшити роботу мозку.