Материал добавлен пользователем MinotavrУченые предлагают безопасный способ перепрограммирования клеток с помощью РНК
За последние годы ученые доказали, что они могут перепрограммировать клетки человеческой кожи и вернуть их в незрелое состояние, позволяющее им стать клетками любого типа. Эта свойство клеток, известное как плюрипотентность, обещает лечение таких заболеваний как диабет и болезнь Паркинсона путем трансформации собственных клеток пациента в клетки не функционирующей в его организме ткани.
За последние годы ученые доказали, что они могут перепрограммировать клетки
человеческой кожи и вернуть их в незрелое состояние, позволяющее им стать
клетками любого типа. Эта свойство клеток, известное как плюрипотентность,
обещает лечение таких заболеваний как диабет и болезнь Паркинсона путем
трансформации собственных клеток пациента в клетки не функционирующей в его
организме ткани.
Однако используемые в настоящее время методы преобразования клеток создают
серьезные препятствия для развития таких технологий. Для доставки генов,
необходимых для перепрограммирования клеток в плюрипотентное состояние, ученые
используют вирусы, несущие ДНК, интегрируемую затем в собственную ДНК клетки. Но
основанное на ДНК перепрограммирование таит в себе опасность возникновения
нарушений в геноме клетки и превращения ее в раковую.
Ученые Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of
Technology) доказали, что они могут осуществлять доставку таких
перепрограммирующих генов, используя РНК – генетический материал, обычно несущий
инструкции от ДНК к клеточным механизмах построения белков. Этот метод может
оказаться гораздо безопаснее, чем основанное на ДНК перепрограммирование,
считают исследователи - доцент кафедры электротехнической и биологической
инженерии Мехмет Фатих Яник (Mehmet Fatih Yanik) и аспирант Мэттью Эйнджел (Matthew
Angel).
Яник и Эйнджел описывают свой метод в статье в журнале PloS ONE.
Тем не менее, ученые отмечают, что у них пока нет оснований заявлять, что они
могут перепрограммировать клетки в плюрипотентное состояние. Для этого им
необходимо в течение длительного периода времени выращивать клетки в
лаборатории, а затем изучить их способность развиваться в другие типы клеток –
процесс, проводимый сейчас в их лаборатории. Их главным достижением является
демонстрация того, что необходимые для перепрограммирования гены можно
доставлять в клетку с помощью РНК.
«До нас еще никто не разработал метода многократной трансфекции клеток
кодирующими белки РНК», - говорит Яник. (Трансфекция – процесс внедрения в
клетки человека и животных ДНК или РНК без использования вирусов.)
В 2006 году ученые из Киотского университета (Kyoto University) доказали, что
могут перепрограммировать клетки кожи мышей в плюрипотентное, подобное
эмбриональному, состояние с помощью всего четырех генов. Совсем недавно другие
исследователи достигли тех же результатов на человеческих клетках, доставив
кодируемые этими генами белки непосредственно в зрелые клетки, но этот процесс
гораздо дороже, менее эффективен и более трудоемок, чем перепрограммирование с
помощью ДНК.
Яник и Эйнджел решили попробовать другой альтернативный вариант, проведя
трансфекцию с помощью матричных РНК (мРНК) – короткоживущих молекул, переносящих
генетические инструкции, скопированные с ДНК.
Однако они обнаружили, что РНК-трансфекция представляет собой достаточно сложную
задачу: при введении в зрелые клетки кожи человека молекулы мРНК вызывают
иммунный ответ, в норме направленный на защиту от РНК-содержащих вирусов.
Неоднократное воздействие длинными цепочками РНК приводит клетки к
«самоубийству» – клетки жертвуют собой, чтобы спасти весь организм от заражения.
Яник и Эйнджел знали, что некоторые РНК-содержащие вирусы, например, вирус
гепатита С, успешно подавляют этот иммунный ответ. После изучения информации о
механизмах защиты вируса гепатита С от реакции иммунной системы они провели
эксперименты, доказывающие возможность выключения иммунной реакции путем
доставки в клетки коротких интерферирующих РНК (siРНК), блокирующих выработку
нескольких ключевых белков, необходимых для иммунного ответа.
После того, как защитный механизм выключен, мРНК, несущие гены для
перепрограммирования, можно безопасно доставлять в клетку. Исследователи
доказали, что если каждый день вводить к клетки siРНК и мРНК, они могут
вырабатывать необходимые для перепрограммирования белки больше недели.
Источник: www.lifesciencestoday.ru