За плюрипотентность!

Актуально
Москва, 11.10.2012
«Русский репортер» №40 (269)
Взрослые клетки организма способны стать стволовыми. За это открытие Нобелевскую премию получили японский и британский ученые, проводившие эксперименты с разрывом в 44 года. Еще до того как Нобелевский комитет объявил о своем решении, отдел науки «Русского репортера» взял интервью у одного из будущих лауреатов — японского биолога Синьи Яманаки. Конечно, мы не знали, что наш собеседник получит самую высокую научную награду, но его работы были настолько значимы, что их нельзя было обойти вниманием

Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили англичанин Джон Гардон и японец Синья Яманака. Первый — за очень давнюю, еще 1962 года, работу, второй — за совсем новую, 2006 года, технологию, про которую сам ученый говорит, что она еще в «младенческом возрасте».

Впрочем, «технология» — слово неверное. Да, обе работы — это новые методы, которые имеют ослепительные перспективы в медицине, но Нобелевку дали не за это, а за открытие фундаментального свойства живых клеток. «За открытие того, что зрелые клетки могут быть перепрограммированы в плюрипотентные» — формулировка Нобелевского комитета.

Означает это вот что.

Джон Гардон в своем эксперименте заменил ядро яйцеклетки в икринке лягушки на ядро, взятое из клетки кишечника головастика. В результате из этой икринки выросла нормальная лягушка. До этой его работы считалось, что развитие организма — путешествие в один конец. Оплодотворенная яйцеклетка начинает расти, делиться, новые клетки специализируются в ткани — мышечную, кожную, нервную и так далее и наконец в органы. То есть если клетка специализировалась, то она уже не станет такой клеткой, из которой вырастет любая ткань — плюрипотентной (собственно, вот слово из формулировки Нобелевского комитета). Во взрослом организме у каждой ткани есть так называемые стволовые клетки, отвечающие за обновление органов. Они делятся и дают нужный тип ткани.

Гардон опроверг десятилетиями бытовавшее мнение, что генетический механизм работает только в одну сторону. В те времена к открытию отнеслись скептически, но потом его воспроизвели в нескольких лабораториях, начались бурные исследования, которые в конце концов привели к овечке Долли и технике клонирования млекопитающих.

Окончательно утвердилось представление, что вся необходимая информация для целого организма сохраняется в геноме специализированных взрослых клеток и ее можно перевести в активное состояние. Учебники биологии были переписаны.

Но Гардон в своих экспериментах все же переносил ядро в яйцеклетку. Поэтому оставался вопрос: можно ли без всяких переносов перепрограммировать обычную клетку в плюрипотентную? На этот вопрос ответил доктор Синья Яманака. Его группа изучала культуру эмбриональных клеток — искала в них гены, отвечающие за их способность оставаться стволовыми. Когда несколько таких генов были обнаружены, Яманака с сотрудниками стали вносить их в самые разные ткани в различных комбинациях. Они нашли, что простой набор всего из четырех генов может превратить обычную взрослую клетку в стволовую. Результаты они опубликовали в 2006 году, а такие перепрограммированные клетки стали называть «индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (iPSC)».

После этой работы началась настоящая погоня за все новыми комбинациями генов и новыми методами их переноса внутрь клеток. Прицел понятен: ведь из таких клеток можно вырастить ткани и органы и заменить ими поврежденные или больные. Причем это будут родные клетки пациента!

Тем не менее пока еще применять в медицине такие клетки нельзя: методы их программирования все еще не до конца безопасны.

«Очень важно научиться оценивать качество клонов»

Новый нобелевский лауреат доктор Синья Яманака, директор Центра по исследованию и применению iPS-клеток Университета Киото, согласился ответить нам на несколько вопросов (интервью получено до присуждения Нобелевской премии).

Каковы главные направления исследования стволовых клеток?

Многие ученые по всему миру работают над тем, чтобы технологию репрограммируемых стволовых клеток можно было применить в фармацевтике и медицине. Одни разрабатывают трансплантационную терапию при помощи iPSC, другие ищут новые лекарственные средства на основе тканей, полученных из соматических тканей пациентов, для токсикологических исследований и изучения причин различных болезней.

Ваш прогнозкогда можно ожидать клинического применения этой технологии и какие болезни в первую очередь будут лечить с помощью репрограммированных клеток?

Первые клинические испытания могут быть проведены на пациентах с болезнями глаз, возрастной дегенерацией макулы (патология сетчатки. — «РР»), в течение нескольких лет в Японии. Группа доктора Мацуо Такахаши из Центра биологии развития Института физико-химических исследований уже сейчас работает над трансплантацией нескольким пациентам клеток сетчатки, полученных по технологии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. А наш институт планирует клинические испытания по лечению болезни Паркинсона, диабета и заболеваний крови. Впрочем, до начала испытаний нам нужно преодолеть немало проблем.

И что это за проблемы?

Технология пока еще в младенческом возрасте, ведь наша группа разработала ее только шесть лет назад. Одна из главных задач — разработать метод получения пригодных для клиники клеток. Это означает, что мы должны определить, какой тип соматических клеток лучше всего подходит для наших целей и какой метод нужно использовать, чтобы технология была безопасной.

Над чем вы работаете в последнее время?

Моя группа как раз работает над созданием клеток, пригодных для клинического использования. И над методом оценки качества клонов iPSC. Даже клоны, полученные из одной и той же соматической клетки, различаются по характеристикам, поэтому очень важно уметь оценивать их качество.

Фото: Shinya Yamanaka, Center for iPS Cell Research and Application, Kyoto University; Toshifumi Kitamura/AFP/East News; John Overton/Cambridge University/EPA

Эксперимент Джона Гардона и эксперимент Синья Яманаки

У партнеров

    «Русский репортер»
    №40 (269) 11 октября 2012
    Грузия
    Содержание:
    Грузинские ответы на главные русские вопросы

    Михаил Саакашвили стал президентом Грузии в 2004 году, после чего буквально перевернул бывшую советскую республику с ног на голову — или с головы на ноги. Он провел целую серию реформ, о которых в России только говорят. И сделал это предельно жестко, без оглядки на авторитеты предыдущего поколения, сложившиеся политические и бытовые традиции, неформальные связи и личную дружбу. В этом смысле результат правления Саакашвили очень интересен для исследования как возможный ответ на популярные русские вопросы — от борьбы с коррупцией до необходимости шоковых реформ. На примере Грузии мы можем наглядно проследить, что произойдет, если то или иное политическое начинание довести до его логического конца

    Фотография
    От редактора
    Вехи
    Репортаж
    Реклама