Искусственные стволовые клетки можно получать с помощью химерных белков

Использование эмбриональных стволовых клеток, которые могут превращаться в любой другой тип клеток, позволило бы решить множество медицинских проблем. С их помощью можно было бы, например, легко менять больные органы на здоровые. К сожалению, именно эти клетки вызвали приступ вселенской любви и соучастия со стороны некоторых особо нравственных сынов и дщерей человеческих, а потому применение эмбриональных клеток было придушено бесконечными юридическими правилами. Но учёные нашли выход: были созданы так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, из которых тоже можно получить любую ткань любого органа. Правда, у таких искусственных стволовых клеток со временем обнаружились ощутимые недостатки.

Индуцированные стволовые клетки получают из зрелых, специализированных клеток, кои с помощью молекулярно-генетических манипуляций возвращаются в «детское», недифференцированное состояние. Поскольку любое функциональное состояние определяется тем, какие гены работают, то смысл процедуры обращения в том, чтобы выключить одни гены и включить другие, стволовые. Это можно сделать с помощью набора транскрипционных факторов — белков, которые связываются с регуляторными областями в ДНК и тем самым активируют и подавляют синтез РНК на расположенных рядом генах.

Проблема, однако, в том, что эти транскрипционные факторы влияют не только на нужные гены, но ещё и на ряд других. То есть клетка всё равно становится недифференцированной стволовой, но из-за дополнительных генетических изменений она не идентична настоящим стволовым. И такие дополнительные изменения в активностях генов могут стать причиной довольно неприятных сюрпризов. Например, эти транскрипционные факторы могут затронуть гены, сдерживающие развитие опухолей, — к каким проблемам это приведёт, пояснять не нужно.

Исследователи из Института Сенгера (Великобритания) придумали, как обойти эту проблему. В обычных методах «перевоспитания» клеток используют целый набор транскрипционных факторов, которые действуют на различные нужные гены и ещё на кучу ненужных. Пэньтао Лю и его команда попробовали создать гибридный транскрипционный фактор, который будет влиять только на целевые гены и не трогать все остальные.

Для этого исследователи проанализировали структуру нескольких транскрипционных факторов из семейства TALE, чтобы узнать, какие структурные элементы белков нужны им для взаимодействия с конкретными регуляторными элементами ДНК. Затем эти элементы (модули) объединили в одну химерную молекулу.

Разумеется, одной модульной химерой вряд ли можно обойтись, а потому учёные создали несколько гибридных транскрипционных факторов. С помощью этих транскрипционных химер удалось успешно превратить два вида клеток в индуцированные стволовые; результаты экспериментов авторы описывают на страницах Stem Cell Reports.

Такой метод, по мнению исследователей, позволит получать индуцированные стволовые клетки, которые будут абсолютно безвредны и почти «идентичны натуральным». Впрочем, чтобы технологии на основе химерных белков стали доверять, нужно провести ещё не одно исследование полученных с её помощью индуцированных стволовых клеток.

Подготовлено по материалам Института Сенгера. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.