Чистая популяция нервных стволовых клеток обещает значительный прогресс в лечении нервных заболевани

Американские ученые разработали метод выделения нервных стволовых клеток – клеток, дающих начало всем типам клеток мозга – из нервной ткани человека с беспрецедентной точностью. Это важный шаг к разработке новых методов лечения таких заболеваний нервной системы, как болезни Паркинсона и Хантингтона, и травм спинного мозга.

Работа неврологов Медицинского центра Университета Рочестера (University of Rochester Medical Center) опубликована в журнале Journal of Neuroscience. Руководил группой исследователей заведующий кафедрой неврологии доктор медицины и философии Стивен Голдман (Steven Goldman).

Статья в Journal of Neuroscience является итогом шестилетних усилий группы Голдмана по разработке более совершенного метода выделения чистых препаратов стволовых нервных клеток непосредственно из ткани человеческого мозга. Нервные стволовые клетки обладают способностью обновляться и становиться целым рядом типов клеток мозга – например, олигодендроцитами, которые могут помочь людям с рассеянным склерозом, или нейронами, необходимыми пациентам с болезнью Паркинсона. К концу первых нескольких месяцев эмбрионального развития человека нервных стволовых клеток становится очень мало, и для ученых представляет большую проблему найти и выделить их. Тем не менее, если стволовые клетки могут стать методом лечения целого ряда заболеваний нервной системы, искать способы решения этой проблемы просто необходимо.

До сих пор большинство попыток выделения человеческих эмбриональных стволовых клеток предполагало культивирование ткани мозга в лабораторной тканевой культуре в течение нескольких месяцев. Кроме того, сегодняшние технологии не позволяют выделять только стволовые клетки; обычно при этом захватываются и похожие на стволовые клетки-предшественники, так называемые прогениторы, которые уже вступили на путь дифференциации в определенный тип клеток. Разница между этими типами клеток имеет большое значение для ученых, которые часто предпочитают работать только с некоммитированными стволовыми нервными клетками, как при лечении заболеваний мозга, требующем замены многих типов клеток, так и при изучении их функций.

Разработанный в лаборатории Голдмана новый метод позволяет получать только нервные стволовые клетки, причем непосредственно из мозговой ткани. Новая технология экономит месяцы времени и лабораторной работы и дает ученым более ясное, чем когда-либо ранее, представление о том, как именно стволовые клетки функционируют в головном мозге.

В ходе исследований Голдмана и его коллег ждало несколько сюрпризов. Как и ожидалось, определенные классы генов, кодирующих активные в нервных стволовых клетках мышей белки – такие как члены семейства Notch и WNT – действительно были чрезвычайно активны. Но при более внимательном изучении ученые обнаружили, что только что изолированные нервные стволовые клетки экспрессировали несколько генов из этих же семейств, которые ранее были практически неизвестны у людей, и которые никогда не были вовлечены в функции человеческого мозга. В то же время некоторые гены, активные и важные в стволовых нервных клетках мышей, не имели такого значения в человеческих клетках.

«Хотя исследования на мышах и других животных служат в качестве хороших моделей, в конечном итоге, чтобы действительно понять болезни человека, необходимо изучать человеческую ткань и человеческий организм», - предупреждает Голдман, являющийся также одним из директоров Рочестерского центра трансляционной нейромедицины. «Хотя общие сигнальные пути, активные как у мышей, так и человека, очень сходны, отдельные гены различны. Это то, чего нельзя предугадать. Наша работа - хорошая демонстрация того, что исследования на мышах не могут дать полного представления о том, какие виды терапии нужно применять при лечении людей».

Возможность более эффективного получения человеческих стволовых клеток должна потенциально помочь разработке методов лечения, построенных на их трансплантации. За последние годы было начато несколько исследований с использованием человеческих нервных стволовых клеток на детях с неизлечимыми заболеваниями нервной системы, известными как лейкодистрофии. Но эта область пока находится в зачаточном состоянии, и Голдман надеется, что используемые в настоящее время типы клеток скоро будут заменены более эффективными стволовыми и прогениторными клетками.

Новый метод основан на сегменте ДНК, кодирующем белок Sox2, который давно признан в качестве ключевого гена стволовых клеток. Так как ген активен только в стволовых клетках, ключом к проблеме является нахождение и выделение клеток с активным геном Sox2.

Чтобы отследить этот ген, ученые идентифицировали последовательность ДНК, известную как энхансер, которая определяет, активен ли в нервных стволовых клетках ген Sox2. Они связали этот участок ДНК с геном, который заставляет клетки излучать свет определенной длины волны, а затем упаковали получившуюся в итоге синтетическую ДНК в вирус. Вирус был использован для доставки синтетической ДНК в нервные стволовые клетки в мозговой ткани. Нервные стволовые клетки – и только стволовые клетки – начали излучать свет определенного цвета, что, в свою очередь, позволило основанной на лазере системе пометить и захватить только эти клетки. В результате исследователи получили чистую популяцию человеческих нервных стволовых клеток – первую популяцию этих клеток с такой степенью чистоты, достигнутой настолько специфично или непосредственно.

Источник: lifesciencestoday.ru