Ученые РФ создали методику применения стволовых клеток для изучения развития болезней

НОВОСИБИРСК, 23 июля. /ТАСС/. Ученые новосибирского ФИЦ "Институт цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН" разработали методику использования стволовых клеток для изучения развития заболеваний, что поможет найти терапию для неизлечимых болезней, таких как боковой амиотрофический склероз (БАС), болезней Паркинсона и Альцгеймера, сообщает во вторник официальное издание СО РАН "Наука в Сибири".

По информации издания, ранее в мире не существовало общепринятой стратегии использования индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) для решения биомедицинских задач, в частности, для изучения механизмов возникновения заболеваний. Новосибирские ученые решили основную проблему, найдя метод для измерения выраженности патологического процесса в режиме реального времени на клеточных линиях человека.

"Используются индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК). Фактически это аналоги эмбриональных стволовых клеток, только полученные искусственным путем. Главная особенность ИПСК - их плюрипотентность, то есть способность образовывать все типы клеток живого организма. Мы можем в условиях лаборатории заставить клетки вспомнить исходное состояние (как в эмбрионе), когда они еще не дифференцировались, то есть не выбрали определенную функцию в организме", - приводятся в статье слова Елизаветы Устьянцевой, аспирантки лаборатории эпигенетики развития ИЦиГ СО РАН.

Суть методики

В геном клетки с помощью технологии геномного редактирования CRISPR/Cas9 встраиваются биосенсоры - специфические и в данном случае флуоресцентные молекулы, которые под действием стимулов меняют свои свойства, что позволяет наблюдать внутриклеточные процессы и активность ферментов в режиме реального времени.

"Раньше сенсоры помещались в клетки случайным образом, и была велика вероятность того, что работа генома могла нарушиться и исказить результаты исследования

Новый подход не влияет на функционирование клетки и на интерпретацию результатов, поскольку последовательность биосенсора прицельно встраивается в нужное, самое безопасное место генома", - отмечает Устьянцева.

Ученые ИЦиГ проводят исследования на двух клеточных линиях. Одна из них получена от пациента с мутацией, приводящей к развитию БАС, вторая, контрольная - здоровая. На их основе создано пять "больных" и пять "здоровых" линий, которые отличаются лишь последовательностью встроенных в геном биосенсоров. С их помощью ученые оценивают влияние определенных молекул на развитие заболевания.

Биосенсоры позволяют наблюдать за процессами, характерными для нейродегенеративных заболеваний, к которым относится БАС (группы наследственных или приобретенных заболеваний нервной системы): окислительным стрессом, апоптозом (гибелью клеток), а также стрессом эндоплазматического ретикулума (ЭПР) - процессом, который запускается в ответ на накопление патологических белков в клетке.

Перспективы

Методику новосибирских ученых можно будет использовать для изучения не только нейродегенеративных заболеваний, но других, таких как спинальная мышечная атрофия, болезнь Паркинсона, Альцгеймера, Гентингтона. Это объясняется тем, что патологические механизмы, лежащие в основе заболеваний (окислительный стресс, стресс ЭПР, гибель клеток посредством апоптоза) во многом схожи.

Также в будущем систему можно применять для тестирования потенциальных лекарств: "Мы имеем клетки, которые расположены в разных лунках. Таких лунок можно нарастить сотни, и в каждую капать какое-то действующее вещество и проводить массовый скрининг - смотреть, как изменились сигналы, получаемые от биосенсоров. Это поможет значительно сократить процесс поиска и отбора препаратов, направленных на лечение определенных заболеваний", - рассказала Устьянцева.