Мы обязаны долгой жизнью стволовым клеткам, которые расположены глубоко внутри определенных тканей организма и постоянно заменяют старые клетки. В последние годы ученые научились исправлять генетические заболевания, извлекая их, редактируя их геномы, а затем имплантируя их обратно пациенту. Однако этот метод приводит к возникновению целого ряда осложнений. Теперь новое исследование, проведенное учеными Гарварда, позволяет успешно редактировать гены стволовых клеток, пока они еще находятся в организме.
Основа исследования
Стволовые клетки - это особые клетки человека, способные развиваться в клетки разных типов, от мышечных клеток до клеток мозга. В некоторых случаях они также способны восстанавливать поврежденные ткани. Исследователи полагают, что однажды лечение на основе стволовых клеток может быть использовано для лечения разрушительных заболеваний, таких как паралич и болезнь Альцгеймера.
Новый метод
Когда дело доходит до лечения генетических заболеваний, это может быть похоже на очистку реки от загрязнения. Если вы просто соберете мусор вниз по течению, река снова станет грязной, если вы не решите проблему дальше вверх по течению. Точно так же лечение больных клеток не очень поможет, если не обратиться к стволовым клеткам. Потому что в противном случае здоровые клетки снова будут заменены больными.
В настоящее время исправление стволовых клеток включает в себя извлечение, затем генетическое изменение и возвращение обратно пациенту. В этой сложной процедуре есть много потенциальных моментов, которые могут привести к неудаче: стволовые клетки могут погибнуть в чашке для культивирования, иммунная система пациента может отклонить их после трансплантации или они просто не будут функционировать.
Все это обусловлено тем, что сам по себе этот процесс очень сложный Когда стволовые клетки достают из организма, то извлекают из очень сложной среды, которая питает и поддерживает их, это создает стрессовую ситуацию. Изоляция также оказывает на них влияние, как и пересадка. Поэтому ученые стремились к тому, чтобы вносить генетические изменения без необходимости их извлечения.
Новый принцип лечения
Опираясь на предыдущую работу, команда использовала механизм редактирования генов на различных типах аденоассоциированных вирусов (AAV). Эти вирусы могут проникать в клетки млекопитающих и изменяться так, чтобы не вызывать заболевания, а вместо этого создавать условия для развития механизма редактирования генов.
В тестах на мышах исследователи использовали AAV для получения системы редактирования генов CRISPR в различных типах кожи, крови и мышечных стволовых клеток и клеток-предшественников.
Результаты
Новый метод оказался действенным. Исследователи обнаружили, что до 60 процентов стволовых клеток в скелетах мышей были подсвечены красным, указывая на то, что они были отредактированы, также этот результат показали до 27 процентов клеток кожи и 38 процентов стволовых клеток в костном мозге.
По мнению ученых, этот прорыв может привести к новым методам лечения генетических заболеваний, которые зависят от регенерации тканей, особенно таких, как мышечная дистрофия.
По словам Шарифа Табебордбара, одного из авторов этого метода, до сих пор концепция доставки здоровых генов в стволовые клетки с использованием AAV не была практичной, потому что эти клетки очень быстро делятся в живых системах, поэтому доставленные гены в течение короткого времени буквально растворялись в клетках. Новое исследование показывает, что теперь можно постоянно модифицировать геном стволовых клеток и, следовательно, их потомков, в их нормальной анатомической нише. Существует большой потенциал для продвижения этого подхода и разработки более длительных методов лечения различных форм генетических заболеваний.