Агаева М.В., Хинчагова О.А.
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ иПСК *
Аннотация:
долгое время регенеративная медицина стояла на месте. Причиной этому послужили этические конфликты. Невозможность использовать эмбриональные клетки в достаточном объеме тормозило исследования. Со времен открытия Гёрдона в 1963, в ходе которых он извлек ядро из соматической клетки и трансплантировал его в яйцеклетку лягушки, было предположено, что ДНК взрослой клетки «не заперты навсегда в своем специализированном состоянии». А геном любой клетки должен и может сохранять информацию для ее развития в клетку любого вида и типа. Это послужило толчком в продолжение исследования Яна Вилмута, который клонировал в 1996 году знаменитую овечку Долли
Ключевые слова:
иПСК, стволовые клетки, плюрипотентные клетки, клеточная инженерия, ткани
УДК 57.08
Агаева М.В.
студентка 5-го курса, лечебного факультета
Северо-Осетинская государственная медицинская академия
(Россия, г. Владикавказ)
Хинчагова О.А.
студентка 5-го курса, лечебного факультета
Северо-Осетинская государственная медицинская академия
(Россия, г. Владикавказ)
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ иПСК
Аннотация: долгое время регенеративная медицина стояла на месте. Причиной этому послужили этические конфликты. Невозможность использовать эмбриональные клетки в достаточном объеме тормозило исследования. Со времен открытия Гёрдона в 1963, в ходе которых он извлек ядро из соматической клетки и трансплантировал его в яйцеклетку лягушки, было предположено, что ДНК взрослой клетки «не заперты навсегда в своем специализированном состоянии». А геном любой клетки должен и может сохранять информацию для ее развития в клетку любого вида и типа. Это послужило толчком в продолжение исследования Яна Вилмута, который клонировал в 1996 году знаменитую овечку Долли.
Ключевые слова: иПСК, стволовые клетки, плюрипотентные клетки, клеточная инженерия, ткани.
Неким фурором в регенеративной медицине стал прорыв в 2006 году Синьи Яманаки и его команды. Они первые в мире получили путем индукции плюрипотентные стволовые клетки (иПСК) из стимулированных обычных соматических. Эти новые клетки обладали такой же плюрипотентностью и такими же способностями к пролиферации, как и эмбриональные. Суть превращения заключалась в том, что генетический аппарат соматической клетки можно заставить «выключить» программу дифференциации. Таким образом, плюрипотентные стволовые клетки были искусственно получены из взрослых соматических, путем "вынужденной" индукции (процесс запуска транскрипции гена или белка вследствие действия определенного фактора-индуктора) определенных генов. Синья Яманака пришел к использованию интегративного метода путем перепрограммирования генома соматической клетки и приведение её в плюрипотентное состояние с помощью эктопической экспрессии сначала 24, а в последующем четырех основных генов: Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc (Takahashi, Yamanaka, 2006; Д. Пей и др. 2009). Для трансфекции этих генов в ядра соматических клеток был использован ретровирусный вектор, который представлял собой одноцепочечные РНК-вирусы и инфицировавшего только делящиеся клетки (Hotta & Ellis, 2008), а четыре гена стали известны как «факторы или коктейль Яманаки» (OSKM). Это и есть «прямое» перепрограммирование, где OCT4, является ядерным транскрипционным фактором, оказывающим критическую роль в самообновлении и плюрипотентности (Takahashi, Yamanaka, 2006, Takahashi et al., 2007). Данный метод и по сей день используется как основной и универсальный подход в репрограммировании клеток. Эффективность его от 0,01 до 0,02 % (Takahashi K., Yamanaka S. 2006) . Альтернативным подходом к трансдукции факторов OSKM для получения ИПСК является использование системы лентивирусов. Этот метод дает более высокую эффективность (0,1–2 %), чем ретровирусная трансдукция. Однако его недостатком является интеграция вирусного генома в геном клетки хозяина, что может приводить к злокачественной трансформации (Nakhaei-Rad S., Bahrami A.R., 2012).
При решении практических задач регенеративной медицины эти методы имеют ряд недостатков. Так индуцированные плюрипотентные клетки непредсказуемы в своем развитии (Hanna J et al. Treatment 2007; Окита К., Ичисака Т., Яманака С. 2008), в первую очередь речь идет о мутациях и реакции отторжения трансплантата, так как именно это не позволяет в перспективе использовать иПСК. Так часто, разность транскрипционных факторов при репрограммировании клеток и факторов окружающих клеток не позволяет протекать нормальной дифференцировке ИСПК (Kunitomi A. et al. 2016). Полученные таким образом клетки могут вызвать иммунный ответ у организма-реципиента (за что отвечает повышенный синтез иммуногенных факторов Hormad1, Zg16, Cyp3a11, Lce1f, Spt1, Lce3a,Chi3L4, Olr1, Retn) (Zhao T. et al. 2011). Нередки случаи злокачественного перерождения получившейся ткани, вследствие образования онкогенных клеток (это может быть связано с низким уровнем экспрессии факторов PTEN и Nanog) (Tanabe K. et al. 2013).
Проблемы иПСК:
1)Длительное образование (Yamanaka S., Blau H. M. 2010; Takahashi K., 2007).
2)Мылый выход дифференцировки и плюрипотентности (Tanabe K. et al. 2013).
3) Нет 100% идентичности с ЭСК (Сусуми Йоши, Коичи Омори и Акихиро Хазама 2019).
4) Неуправляемость (Шота Фуджи, Сунао Сугита и др. 2020; Сюэся Мяо, Юэин Ли и др. 2020).
5) Нет долгосрочных клинических испытаний (Шоун Хингтген и др.; Sodahiro T. et al, Circ Res).
6) Возможно неполное репрограммирование и мутации (Kunitomi A. 2016;Tanabe K. et al. 2013).
7) Эффект плюрипотентности м/б недолгим (Сунао Сугита, Митико Мандаи др.2020).
8) Отторжение трансплантата (Zhao T. et al. 2011; Шота Фуджи и др.2020).
9) Низкая выживаемость (Сунао Сугита, Митико Мандаи и др.2020).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Волкова Н. С., Ермаков А. С. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки и современные методы их получения // Царскосельские чтения. 2016. №XX. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/indutsirovannye-plyuripotentnye-stvolovye-kletki-i-sovremennye-metody-ih-polucheniya (дата обращения: 17.08.2022).
Agaeva M.V.
5th year student of the Faculty of General Medicine
North Ossetian State Medical Academy,
(Russia, Vladikavkaz)
Khinchagova O.A.
5th year student of the Faculty of General Medicine
North Ossetian State Medical Academy,
(Russia, Vladikavkaz)
MODERN METHODS FOR OBTAINING iPSCs
Abstract: regenerative medicine has been standing still for a long time. The reason for this was ethnic conflicts. The inability to use embryonic cells in sufficient volume hindered research. Since Gurdon's discovery in 1963, during which he extracted a nucleus from a somatic cell and transplanted it into a frog egg, it has been assumed that the DNA of an adult cell "is not locked forever in its specialized state." And the genome of any cell must and can store information for its development into a cell of any kind and type. This was the impetus for the continuation of the research of Jan Wilmut, who cloned the famous Dolly sheep in 1996.
Keywords: iPSC, stem cells, pluripotent cells, cellular engineering, tissues.
Номер журнала Вестник науки №8 (53) том 3
Ссылка для цитирования:
Агаева М.В., Хинчагова О.А. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ иПСК // Вестник науки №8 (53) том 3. С. 31 - 35. 2022 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/6131 (дата обращения: 25.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2022. 16+