Результаты исследования, полученные учеными из Wellcome Trust Sanger Institute (Великобритания) и опубликованные в журнале PLOS Genetics, показали, что терапевтические стволовые клетки можно получить без генетических изменений, связанных с риском развития рака. Полученные данные помогут создать методы регенеративной терапии на основе применения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) – клеток, получаемых путем репрограммирования здоровых клеток организма в стволовое состояние.
В новом исследовании ученые впервые проследили генетические мутации, обнаруживаемые в ИПСК по мере того, как они культивируются в лабораторных условиях.
Задачей исследователей было изучить каждый этап получения ИПСК до того момента их клинического использования для лечения заболеваний у человека. Исследовательская команда из Института Сангера под руководством профессора Аллана Брэдли (Allan Bradley) и доктора Косуке Юса (Kosuke Yusa) начала с изучения клеток крови, полученных от 57-летнего мужчины-добровольца.
По мере развития из эмбриона человека и затем в течение всей жизни в клетках организма возникают и накапливаются крошечные генетические изменения. Большинство из этих мутаций не оказывает никакого эффекта на состояние организма, но некоторые из них могут привести к развитию рака. Исследовательская команда из Института Сангера проследила историю генетических изменений как в донорской клетке крови, так и в ИПСК, полученных из нее.
Результаты исследования показали, что мутации возникают в ИПСК в 10 раз реже, чем в культивируемых в лаборатории клетках крови. Ученые также продемонстрировали, что ни одна из мутаций в ИПСК не наблюдалась в генах, связанных с развитием рака.
«Ни одна из мутаций, обнаруженных в ИПСК, не вызывала развитие рака и не была расположена в генах, ассоциированных с развитием рака. Мы не нашли доказательств того, что могло бы препятствовать использованию ИПСК в терапевтических целях в медицине», – говорит доктор Фоад Рухани (Foad Rouhani), один из исследователей.
Кроме того, исследовательская команда использовала ИПСК, репрограммированные из донорской клетки крови для того, чтобы проследить историю каждой мутации, которая возникла в одной клетке с того момента, как она была оплодотворенной яйцеклеткой до того момента, когда она была получена из организма.
В этом исследовании была впервые оценена и сопоставлена частота мутаций в обоих типах клеток, донорских клетках и ИПСК.
По словам профессора Алана Брэдли (Allan Bradley), до этого момента вопрос о том, приведет ли создание ИПСК и их культивирование в лаборатории к возникновению в них мутаций не был детально изучен. «Если клетки человека необходимо массово репрограммировать для использования в регенеративной медицине, то изучение мутаций, которые несут донорские клетки, будет важным шагом. Теперь у нас есть инструменты, чтобы это осуществить», – говорит Брэдли.
Способность отслеживать генетические изменения в клетках в течение их жизни может также улучшить понимание ученых того, как, когда и почему мутации могут привести к развитию рака.
По словам доктора Косуке Юса (Kosuke Yusa), ученые нашли способ использования ИПСК в качестве инструмента, позволяющего изучить генетическую историю одной клетки. По его мнению, прежде чем использовать эти клетки, специалисты должны детально охарактеризовать их, чтобы установить, где появились мутации.
Исследователи также продемонстрировали, что генетические изменения, происходящие в ИПСК в лабораторных условиях, могут быть вызваны окислительным стрессом. По их мнению, полученные данные помогут найти способы улучшить процесс получения ИПСК.
В исследовании также приняли участие ученые из Кембриджского Университета (University of Cambridge, Великобритания) и Европейского Института Биоинформатики (European Bioinformatics Institute, Великобритания).
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология»