Материал добавлен пользователем Minotavr

Биологи открыли микроРНК, регулирующие функции стволовых клеток крови

Гемопоэтические стволовые клетки обеспечивают организм постоянным запасом клеток крови, включая эритроциты, переносящие кислород, и лейкоциты, составляющие иммунную систему. Для поддержания своего адекватного количества гемопоэтические стволовые клетки должны воспроизводиться, чтобы обеспечивать организм кровью на протяжении всей его жизни, что означает необходимость сохранения тонкого баланса между самообновлением и дифференциацией в линии зрелых кровяных клеток. Нарушение этого баланса может привести к таким заболеваниям, как лейкемия и анемия.

Одним из ключей к борьбе с этими заболеваниями является изучение генов и молекул, регулирующих функции этих стволовых клеток. Биологи Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology – Caltech ) сделали большой шаг в этом направлении, открыв новую группу молекул, найденных в гемопоэтических стволовых клетках в высоких концентрациях, которые регулирует их образование.

Если количество молекул, крошечных фрагментов РНК, известных как микроРНК (microRNA, miRNA), в гемопоэтических стволовых клетках лабораторных мышей экспериментально повышается до более высоких уровней, они «либо угнетают, либо стимулируют функции этих клеток», говорит руководитель этого исследования лауреат Нобелевской премии профессор биологии Дэвид Балтимор (David Baltimore).

Статья об его работе опубликована в он-лайн издании Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Ученые установили, что определенный вид микроРНК, а именно miRNA-125b, играет ярко выраженную двойную роль. Незначительное повышение уровней miRNA -125b усиливало образование зрелых клеток крови стволовыми клетками гораздо сильнее, чем это делают другие микроРНК. Но если их экспрессия повышалась до более высоких уровней, говорит Балтимор, «это приводило к развитию агрессивного рака в пределах 6 месяцев». Хотя точный механизм, лежащий в основе этой трансформации, в настоящее время неизвестен, вполне вероятно, что он связан с подавлением молекулами miRNA-125b конкретных генов, которые обычно супрессируют образование опухоли.

«Мы были удивлены тем, что высокие уровни miRNA -125b вызывают у мышей агрессивную миелоидную лейкемию», - говорит аспирант Caltech Аадел Чаудхури (Aadel Chaudhuri), соавтор статьи. Миелоидная лейкемия развивается, когда нормальные клетки крови, включая эритроциты, тромбоциты и лейкоциты, систематически заменяются аномальными белыми кровяными клетками, которые продолжают неконтролируемо увеличиваться в количестве, в конечном итоге приводя к смерти при отсутствии лечения.

Эти исследования проводились на мышах, но ученые также проанализировали человеческие стволовые клетки крови и обнаружили, что в них повышены уровни тех же микроРНК.

Кроме того, ученые обнаружили, что экспрессия этих ключевых РНК улучшает приживление человеческих стволовых клеток крови при их трансплантации в организм мышей, указывая на то, что их экспрессия и функция были сохранены в процессе эволюции.

Это означает, говорит Чаудхури, что, возможно, определенные формы лейкемии человека можно лечить, используя в качестве мишеней эти вновь идентифицированные микроРНК стволовых клеток.

«Наши результаты в сочетании с аналогичными выводами ученого-врача Дэвида Скэддена (David Scadden) из Массачусетской общей больницы (Massachusetts General Hospital) и Гарвардского института стволовых клеток (Harvard Stem Cell Institute) доказывают, что микроРНК являются важными молекулами, регулирующими функции стволовых клеток крови», - говорит он. «Эти наблюдения имеют большое значение как для диагностики, так и для лечения рака и анемии, причиной которых являются дефектные стволовые клетки крови. Трансплантация стволовых клеток крови стала обычным методом лечения рака, аутоиммунных заболеваний и даже некоторых видов инфекционных заболеваний, и использование экспрессии уровней микроРНК в стволовых клетках крови в качестве терапевтических мишеней может способствовать расширению этого подхода».

«Эти два исследования подтверждают, что микроРНК являются важнейшими регуляторами относительных количеств различных типов клеток крови, образующихся в костном мозге мышей и человека», - говорит Балтимор. «В данной работе мы показали, что это верно для стволовых клеток, в то время как наши более ранние работы и многие исследования других авторов продемонстрировали, что уровни микроРНК определяют концентрации многих типов зрелых клеток крови. Эти знания дают возможность манипулировать уровнями этих клеток в лечебных целях, - говорит он, - хотя использование микроРНК в качестве терапевтических мишеней остается серьезной проблемой биотехнологии».

Источник: www.lifesciencestoday.ru