Исследование, опубликованное сегодня в журнале Stem Cell Reports от Cell Publishing Group, показывает, что белок SIRT1 необходим для удлинения и поддержания теломер во время перепрограммирования клеток. SIRT1 также гарантирует целостность генома стволовых клеток, которые являются результатом процесса репрограммирования клеток; эти клетки известны как iPS-клетки (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки).
Исследование было проведено Группой теломер и теломеразы Испанского национального центра исследований рака в сотрудничестве с основным отделом трансгенных мышей CNIO.С тех пор, как японский ученый Синья Яманака впервые получил iPS-клетки из тканей взрослого человека в 2006 году, регенеративная медицина стала одной из самых захватывающих и быстро развивающихся областей биомедицины. Это очень амбициозная цель, учитывая способность дифференцировать iPS-клетки в клетки любого типа; это позволит восстановить органы, поврежденные такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера, диабет или сердечно-сосудистые заболевания.
Однако природа iPS-клеток вызывает ожесточенные споры. Последние исследования показывают, что в этих клетках могут накапливаться хромосомные аберрации и повреждения ДНК. «Проблема в том, что мы не знаем, действительно ли эти клетки безопасны», — говорит Мария Луиджа Де Бонис, доктор наук, исследователь из группы Telomeres and Telomerase, которая проделала большую часть работы.
В 2009 году та же лаборатория CNIO обнаружила, что теломеры увеличиваются в длине во время репрограммирования клеток (Marion et al., Cell Stem Cell, 2009); это увеличение важно, так как позволяет стволовым клеткам обрести присущее им бессмертие.Год спустя было продемонстрировано, что уровни SIRT1 — белка, принадлежащего к семейству сиртуинов и участвующего в поддержании теломер, стабильности генома и реакции на повреждение ДНК, — повышены в эмбриональных стволовых клетках. Исследователи CNIO задали вопрос: участвует ли SIRT1 в репрограммировании клеток?БЕЗОПАСНЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ
Используя модели мышей и клеточные культуры в качестве инструментов исследования, из которых был удален SIRT1, команда обнаружила, что этот белок необходим для правильного и безопасного перепрограммирования ». Мы наблюдали перепрограммирование клеток в отсутствие SIRT1, но со временем производились iPS. клетки менее эффективно удлиняют теломеры и страдают от хромосомных аберраций и повреждений ДНК », — говорит Де Бонис. «SIRT1 помогает iPS-клеткам оставаться здоровыми», — заключает она.Авторы описывают, как этот защитный эффект на iPS-клетки частично опосредуется регулятором cMYC.
SIRT1 замедляет деградацию cMYC, что приводит к увеличению теломеразы (фермента, увеличивающего длину теломер) в клетках.Исследование проливает свет на то, как перепрограммирование клеток гарантирует здоровое функционирование стволовых клеток.
Эти знания помогут преодолеть барьеры, возникающие в результате использования iPS-клеток, чтобы их можно было использовать в регенеративной медицине.