От Джим Сталард, четвъртък, 27 юни 2019 г.

остават

Обобщение

Стволовите клетки, които са плюрипотентни, могат да се развият във всякакъв тип клетки. С тези стволови клетки е по-лесно да се работи в по-ранното им наивно състояние на плурипотентност. Изследователите са открили, че често използваната хранителна среда без мазнини може да измести човешките стволови клетки по-близо до това наивно състояние.

В някои отношения стволовите клетки получават силата си от това, че са млади. В най-ранните етапи на развиващия се ембрион стволовите клетки могат да дадат началото на всички видове клетки в тялото. Този неограничен капацитет, наречен плюрипотентност, избледнява, когато ембрионът започва да се специализира в по-различни видове клетки.

Учените изследват плюрипотентни стволови клетки (PSC), тъй като те имат потенциал да генерират нови клетки и да възстановят загубените. PSC също могат да служат като инструменти за изучаване на развитието на болестите. В ранните години на изследване на стволови клетки всички PSC са получени от ембриони, но през последните години изследователите се научиха как да върнат часовника и да препрограмират възрастните клетки, за да станат плюрипотентни. Те се наричат ​​индуцирани плурипотентни стволови клетки.

„Плурипотентните стволови клетки са много мощни инструменти за изследване“, казва Даниела Корнакия, постдокторант в лабораторията на Sloan Kettering Institute на Лоренц Щудер, директор на Центъра за биология на стволови клетки в MSK. „Тъй като те потенциално ще бъдат полезни за лечение на заболявания, ние искаме да разберем факторите, които контролират тяхното поведение.“

Изследователите са се опитали да разберат всички сигнали, които регулират плюрипотентността, за да могат да използват по-добре стволовите клетки. Но самата плюрипотентност е сложна. Всъщност учените са идентифицирали два различни типа: наивен и грундиран. Наивното състояние е по-рано в развитието; тя се намира в PSC на мишката. Грундираното състояние е по-напреднало и по-ограничено в развитието; съществува в човешки PSC, изолирани от изследователи.

Стволовите клетки в наивно състояние демонстрират по-голяма гъвкавост по отношение на това какви типове клетки могат да станат. Те са по-малко пристрастни към определени тъкани, което ги прави по-лесни за контрол.

Изследователите на стволови клетки се опитват да заловят човешки PSC в тяхното наивно състояние, за да се възползват от техния потенциал за лечение. Но това беше изненадващо трудно да се направи, въпреки че се използва цялата кутия от текущи стратегии, включително някои генетични манипулации, които могат да имат неблагоприятни странични ефекти, ако се използват при хора.

Сега изследователски екип, ръководен от д-р Studer, е открил изненадващо прост начин да върне човешките PSC в състояние, което е по-близо до наивната плурипотентност от конвенционалните човешки PSC. Необходимо е само отглеждането на стволовите клетки в среда без мазнини. Само изключването на липиди (вид мазнини) от културата, като същевременно се поддържат всички други нормални условия, премества клетките от първоначалното състояние в междинно състояние между наивно и грундирано.

Откритието се съобщава в стволови клетки на клетката.

Най-добрата рецепта

„Намирането на възможно най-добрата рецепта за клетъчна среда е от съществено значение за създаването и индуцирането на най-висококачествени стволови клетки за моделиране на болести и генериране на терапии за заместване на клетките“, казва д-р Cornacchia, първият автор на изследването. „Това предлага много прост начин за предизвикване на състояние по-близо до наивна плурипотентност, което е стабилно и много добре характеризирано. Няма нужда да манипулираме гени или протеини и ние постоянно го имахме под носа си! "

В действителност, междинното плурипотентно състояние може да бъде постигнато с химически дефинирана среда на човешки плурипотентни стволови клетки, наречена Essential 8 TM (E8), която не съдържа липиди. Поради напълно дефинирания си и минимален състав, тази широко достъпна среда е одобрена за производство на стволови клетки, които могат да се използват в клинични изпитвания.

Намирането на възможно най-добрата рецепта за клетъчна среда е от съществено значение за създаването и индуцирането на най-качествените стволови клетки.

Изследователският екип първо забеляза, че човешките стволови клетки, отглеждани в Е8, се представят добре, когато са принудени да се диференцират в определени видове клетки. Например, култивираните с Е8 стволови клетки са по-ефективни при производството на нервни клетки. В поредица от експерименти изследователският екип установи, че основният процес зад превръщането на човешките PSC в наивно подобно състояние е безмаслената природа на E8.

„Беше забележително да се види колко различни са тези E8 клетки от конвенционалните човешки плурипотентни стволови клетки“, казва д-р Cornacchia. „Почти всеки тест, който направихме, показа дълбоки разлики в различните критерии за плурипотентност.“

Откритието, че мазнините влияят толкова дълбоко на плюрипотентността, беше изненада. Изследователите вярват, че в развиващия се ембрион промяната в нивата на мазнини може да доведе до преминаване на стволовите клетки от наивно към първоначално плурипотентно състояние.

Изследователите казват, че следващите стъпки ще бъдат да се определи кои специфични мазнини играят доминираща роля в регулирането на плурипотентността. Те също така се надяват да изяснят допълнително как нивата на мазнини влияят на ранните ембриони.

„Това, че една толкова проста манипулация може да има толкова мащабен ефект върху плурипотентността, ни показва колко остава да открием за това сложно клетъчно състояние“, казва д-р Cornacchia.