Стволовые клетки слишком сильно мутируют
Стволовые клетки, полученные из обычных взрослых клеток организма, оказались слишком неустойчивыми. Количество мутаций в них на порядок превысило обычный порог, выяснила международная группа генетиков.
Infox.ru писал о медицинских перспективах и проблемах использования универсальных стволовых клеток, полученных не от эмбриона, а из уже повзрослевших соматических клеток. Ученые из Канады, США, Германии и Финляндии под руководством Самер Хуссейн (Samer M.Hussein) из Университета Хельсинки (University Helsinki) исследовали генетически последствия перепрограммирования соматических клеток.
Новые клетки
Самер Хуссейн и коллеги изучали двадцать две линии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), прародителями которых были человеческие фибробласты (клетки соединительной ткани). Все культуры клеток получены в разных лабораториях, с помощью различных биотехнологических методов. Генетический материал экспериментальных ИПСК ученые сравнили с ДНК таких же, но эмбриональных стволовых клеток. То есть тех, что не претерпевали никаких изменений. В контрольной культуре также оказались родительские клетки.
Как пояснила Самер Хусейн, они сравнивали генетическую полноценность (здоровье) клеток, полученных различными способами в независимых лабораториях. Оказалось, что в ДНК перепрограммированных клеток присутствуют точечные мутации, нарушающие синтез протеинов. «Мы знали, что в ДНК индуцированных плюрипотентных стволовых клеток будут встречаться мутации, -- говорит Кун Жанг (Kun Zhang), профессор Калифорнийского университета в Сан Диего (University of California San Diego). – Неожиданным стало то, что количество мутаций в десять раз превысило прогнозируемое количество».
Ученые проследили за перерождением соматической клетки в стволовую и выявили три источника мутаций. Во-первых, мутации в ИПСК закрадываются из самих соматических клеток, которые, прожив некоторое время, уже успели поизноситься и растратить свое генетическоее здоровье. Во-вторых, нуклеотидные перестройки появляются в процессе перепрограммирования. В-третьих, мутации накапливаются в результате размножения уже перепрограммированных клеток, что неудивительно, так как этот вполне нормальный процесс имеет «удобренную питательную среду» -- мутации, доставшиеся от первых двух источников.
Ученые объясняют: обнаруженные «геномные шрамы» действительно означают, что в процессе перепрограммирования взрослых соматических клеток происходит перестройка всего генома на фундаментальном уровне – уровне отдельных нуклеотидов. Причем, большая часть обнаруженных мутаций -- не «немые»: эти перестройки вредят здоровью клетки, вызывая в том числе и онкологические заболевания. А это уже значительный повод задуматься о безопасности клеточной медицины. «Несмотря на полученные доказательства небезопасности клеточных технологий, они по-прежнему остаются приоритетным направлением исследований и разработок, -- пишут авторы исследования в статье Copy number variation and selection during reprogramming to pluripotency, опубликованной в Nature. – Не все культуры клеток содержали чрезмерно большое количество перестроек. Так что имеет смысл анализировать каждую культуру выращенных клеток, отбраковывая те, в которых слишком много мутаций».
«Прежде чем трансплантировать в организм человека ИПСК, необходимо убедиться, что геном стволовых клеток соответствует геному пациента», -- заключают авторы статьи, объясняя, что мутируют абсолютно все клетки, и основная задача биотехнологов -- не пропустить в организм носителей вредоносных ДНК-последовательностей.
