Каков лучший рецепт для создания определенных для пациента исходных клеток? Вопрос вызвал годы дебатов и ряд противоречащих бумаг. Идеально, клетки должны развиться в любой тип клетки, точно так же как те в естественном эмбрионе делают.
На данный момент 7-летний метод введения маленького набора генов во взрослые клетки для создания так называемых клеток наведенной плюрипотентной основы (iPS) доминирует над областью. Но несколько исследователей придерживались более старого подхода — помещение ядра дарителя в неоплодотворенное яйцо и получение исходных клеток от получающегося эмбриона. Этот метод соматической клетки ядерного перемещения (SCNT) является дорогостоящим, технически оспаривание, и этически удручающим на нескольких фронтах.
Но сторонники утверждали, что клетки создали этот путь, выше, частично потому что клетки IPS могут сохранить особенности зрелых клеток и могли получить большее число генетических изменений в перепрограммном процессе. Последнее исследование в области вопроса, изданного на этой неделе в Исходной клетке Клетки, исследует генетические особенности двух типов клетки и объявляет связь.
Это могло бы удивить некоторых людей, потому что исследователь, приведший работу, Дитера Эгли из Нью-йоркского фонда исходной клетки (NYSCF) в Нью-Йорке, долго был сторонником ядерного перемещения. Он дал предварительный просмотр бумаги 22 октября на ежегодной конференции фонда. “Это означает, что все Вы, кто работает над клетками IPS, вероятно, работают с клетками, которые фактически очень хороши.
Таким образом, у меня есть хорошие новости для Вас”, сказал он им, выявив ропоты и хихиканья. “Что это точно означает для программы SCNT, я еще не знаю”. Действительно, некоторые давние чемпионы ядерного перемещения — Эгли включал — не готовы оставить метод все же.
Открытие 2006 года Синьей Яманакой и коллегами, что вставка всего нескольких генов в зрелые клетки могла заставить их вести себя как незрелые, коренным образом изменило область исходной клетки. Лаборатории с тех пор очистили метод для создания определенных для пациента клеток для изучения болезни и уже начали клиническое испытание клеток, полученных из клеток IPS для восстановления поврежденной или больной ткани.
Но некоторые задались вопросом если этот генетический подход к перепрограммированию созданных нежелательных изменений — даже вызывающие рак мутации. “Мы были очень взволнованы”, говорит Нисар Батада, биолог рака в Институте Онтарио Исследований рака в Торонто, Канада. Он написал в соавторстве статью Природы 2011 года, показывающую, что клетки IPS имели больше генетических аномалий, чем клетки кожи раньше получали их. “У Вас есть нормальная клетка заседание, ожидая быть клеткой кожи, и Вы взрываете его с генами, таким образом, существует хаотическое изменение в репликации ДНК и экспрессии гена”. Другие исследования метилирования ДНК — добавление химических признаков, управляющих экспрессией гена в определенных местах — намекнуло, что клетки IPS имели некоторую память о своем прошлом, как взрослые клетки кожи, например, и могли быть менее эффективными при дифференциации в новые типы клетки.
Некоторые ученые полагали, что ядерное перемещение — метод, привыкший к клону Долли, овца в 1996 — создает исходные клетки, которые менее восприимчивы к этим проблемам. Но была выгода: К тому времени, когда Яманака разделил Нобелевскую премию 2012 года в физиологии или медицине с Джоном Гердоном для ядерного перемещения, никто еще не использовал SCNT для создания человеческих исходных клеток, и внимание области в основном переместилось к клеткам IPS. В прошлом году бригада во главе с Шухратом Миталиповым в Орегонском здоровье и Научном университете в Бивертоне наконец объявила успех с SCNT в клетках человека, и дебаты были восстановлены.
Эгли и коллеги хотели знать ли недавно доступные клетки действительно проводимые преимущества перед клетками IPS. До сих пор большинство исследований, сравнивающих два методов, имело общий недостаток, Эгли говорит: Они начинают с клеток, полученных от различных дарителей. Возможные генетические различия между людьми делают его трудно, чтобы сказать, как сами перепрограммные методы изменили ядерную ДНК.Эгли и коллеги вместо этого использовали клетки кожи от двух человек — новорожденного и взрослого — для создания обеих SCNT-полученных исходных клеток (использующий яйца дарителя) и клетки IPS.
Тогда они сравнили два типа клеточных линий с оригинальными клетками кожи с точки зрения генетических мутаций, изменений в экспрессии гена и различий в метилировании ДНК. Оба методов привели приблизительно к 10 мутациям по сравнению со средним геномом старых исходных клеток.
Эти изменения не обязательно произошли во время перепрограммирования, однако, говорит Эгли. Многие, вероятно, присутствовали в оригинальных клетках кожи, и некоторые, возможно, возникли во время обработки клеток, прежде чем они были повторно запрограммированы.Оба типа исходных клеток также несли подобную сумму изменений метилирования. В целом, метод, казалось, не имел значения, Эгли и его завершенная бригада.
Поскольку он – давний сторонник SCNT, Эгли говорит, что это было бы «более привлекательно» для раскрытия существенных различий между двумя видами исходных клеток. “Это просто не, что мы нашли”.Исследование ничего не говорит о том, делают ли изменения, задокументированные в оба типа клетки, их менее годными к использованию в исследовании или терапии, Батада отмечает, или даже если мутации наблюдали, влияют на деятельность генов. “Имеют ли эти отклонения какую-либо функцию, не ясно”, говорит он, но с точки зрения двух методов создания исходной клетки, “они одинаково хороши, или одинаково плохо”.Миталипов, также способствовавший бумаге Исходной клетки Клетки, утверждает, что ядерное перемещение создает более устойчивые клетки, более близко напоминающие эмбриональные клетки.
Он издал исследование этим летом, сообщив, что образцы метилирования в ядерных клетках перемещения более близко подражают естественным эмбриональным стволовым клеткам, и имеет происходящую работу для идентификации других преимуществ.Хуан Карлос Исписуа Бельмонте, биолог развития в Институте Salk Биологических исследований в Сан-Диего, Калифорния, находит отсутствие различий между двумя удивлениями типов исходной клетки.
Но это исследование, “достаточно вероятно, для урегулирования этой проблемы”, говорит он. “Существуют и всегда будут проблемы, связанные с безопасностью [исходных клеток] независимо от методологии”, добавляет он, и нет “никакой причины до сих пор для дискредитации один в пользу другой”.И Эгли и Миталипов планируют продолжать их работу над ядерным перемещением и защитить его значение. Эгли указывает, что исследование привело к другим важным открытиям, включая технологию, которая может позволить женщине избегать передавать митохондриальные болезни своим детям, использующим дарителя яйца.
И он предполагает, что методы лечения на основе яиц дарителя могут иметь более легкий путь к разрешению надзорного органа. До любого типа результатов исходных клеток в утвержденной терапии говорит Эгли, “Я думаю, что это была бы большая ошибка поместить все яйца во всего одну корзину”.