Помимо потенциального источника стволовых клеток для использования в регенеративной медицине, этот метод может открыть новые возможности для исследований таких заболеваний, как синдром Дауна.Способность получать наивные стволовые клетки из эмбрионов мышей стала возможной уже более тридцати лет с использованием техники, разработанной сэром Мартином Эвансом и профессором Мэтью Кауфманом во время их пребывания в Кембридже, но это первый раз, когда это стало возможным из человеческих эмбрионов.Плюрипотентные стволовые клетки человека для использования в регенеративной медицине или биомедицинских исследованиях поступают из двух источников: эмбриональные стволовые клетки, полученные из оплодотворенных яйцеклеток, выброшенных в результате процедур ЭКО; и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, где клетки кожи перепрограммируются в плюрипотентную форму. Однако эти клетки уже «подготовлены» к дифференцировке в определенные типы клеток.
Напротив, все инструкции были стерты в наивных ячейках, что может облегчить их направление в любой интересующий тип ячейки.Недавно наивно-подобные индуцированные человеком плюрипотентные стволовые клетки были созданы путем перепрограммирования, но было неизвестно, могут ли они также быть получены непосредственно из человеческого эмбриона.
Когда яйцеклетка оплодотворяется спермой, она начинает делиться и воспроизводиться еще до того, как эмбрион обретет форму. Примерно на пятый день эмбриональные клетки объединяются и образуют структуру, называемую «бластоцистой». Это происходит до имплантации в матку. Бластоциста состоит из трех типов клеток: клетки, которые развиваются в плаценту и позволяют эмбриону прикрепиться к матке; и клетки, образующие «желточный мешок», который обеспечивает питательными веществами развивающийся плод; и «эпибласт», состоящий из наивных клеток, которые разовьются в будущее тело.
В исследовании, опубликованном в журнале Stem Cell Reports, ученым из Кембриджского института стволовых клеток Wellcome Trust-Medical Research Council удалось удалить клетки из бластоцисты примерно на шестой день и вырастить их индивидуально в культуре. Разделив клетки, исследователи фактически остановили их «разговор» друг с другом, не давая им двигаться по определенному пути развития.«До сих пор было невозможно изолировать эти наивные стволовые клетки, хотя у нас была технология, позволяющая делать это на мышах в течение тридцати лет, что заставляло некоторых людей сомневаться, что это возможно», — объясняет Ге Гуо, первого автора исследования, «но нам удалось извлечь клетки и выращивать их индивидуально в культуре. Наивные стволовые клетки имеют множество потенциальных применений, от регенеративной медицины до моделирования заболеваний человека».
Наивные плюрипотентные стволовые клетки в принципе не имеют ограничений по типам взрослых тканей, в которых они могут развиваться, что означает, что они могут иметь многообещающее терапевтическое применение в регенеративной медицине для лечения разрушительных состояний, которые влияют на различные органы и ткани, особенно те, которые имеют плохую регенеративную способность. , например, сердце, мозг и поджелудочная железа.Доктор Дженни Николс, соавтор исследования, говорит, что одним из наиболее интересных приложений их новой техники будет изучение заболеваний, которые возникают из-за клеток, содержащих ненормальное количество хромосом. Обычно тело содержит 23 пары идентичных хромосом (22 пары и одна пара половых хромосом), но некоторые дети рождаются с дополнительными копиями, что может вызвать проблемы — например, дети с синдромом Дауна рождаются с тремя копиями хромосом.
21.«Даже у многих« нормальных »зародышей на ранних стадиях мы обнаруживаем несколько клеток с ненормальным количеством хромосом», — объясняет доктор Николс. «Поскольку мы можем разделить клетки и культивировать их по отдельности, мы потенциально могли бы создать« здоровые »и« затронутые »клеточные линии.
Это позволило бы нам создавать и сравнивать ткани двух моделей, одной« здоровой »и одной генетически идентичной. кроме избыточной хромосомы. Это может дать новое понимание таких состояний, как синдром Дауна ".