Pentru prima dată, oamenii de știință au șters complet memoria unei celule înainte de a o transforma într-o celulă stem

Oamenii de știință și-au găsit deja calea de a transforma celulele umane în forme noi, folosind un amestec special de substanțe chimice pentru a împinge celulele umile ale pielii în țesuturi rezistente cunoscute sub numele de celule stem pluripotente induse.

În ciuda acestei noi date de viață, aceste celule specifice păstrează în continuare câteva mementouri genetice ale timpului lor ca țesut matur, ceea ce afectează utilizarea lor ca tablă goală.

Acum, o echipă internațională de cercetători a făcut o treabă și mai bună: a găsit o nouă modalitate de a șterge memoria unei celule, astfel încât să poată fi reprogramată mai bine ca celulă stem.

Totuși, totul poate suna ca o magie moleculară Inclusiv celulele stem pluripotente iPSC-urile așa cum sunt cunoscute au fost folosite în cercetarea medicală pentru a modela boli și pentru a dezvolta tratamente din 2006.

Descoperirea lor, făcută de doi oameni de știință japonezi, a deschis un nou domeniu al medicinei regenerative, deoarece celulele stem embrionare pot fi concepute din celule umane adulte normale folosind o serie de factori de reprogramare.

cel Promisiunea iPSC-urilor este enormăDeoarece se pot răspândi la nesfârșit și da naștere la orice alt tip de celule din organism, iPSC-urile nu sunt doar instrumente incredibil de utile pentru studierea bolilor. De asemenea, servește ca o piatră de temelie spre individualitate Terapii pe bază de celuleCare poate înlocui țesutul deteriorat sau bolnav.

În laborator, oamenii de știință au folosit celule iPS pentru a crește țesut cardiac care bate ca celulele inimii reale și au creat mini-replici ale organelor, numite organite.

iPSC-urile ne-au oferit, de asemenea, o perspectivă de neegalat asupra fundamentelor diviziunii celulare și a bolilor neurodegenerative, cum ar fi Boala Alzheimer Și Bolile neuronilor motori.

Dar procesul de formare a iPSC-urilor nu este perfect: unele celule rețin modificările epigenetice aplicate ADN-ului lor în starea lor diferențiată sau chiar suferă modificări spontane ale acestor „amintiri” epigenetice care pot influența comportamentul celular.

„Acest lucru ar putea crea diferențe funcționale între celulele stem pluripotente și celulele stem embrionare pe care se presupune că le imită, iar celulele specializate au derivate ulterior din ele, limitând utilizarea lor”. Explica Autorul studiului Ryan Lister, biolog genomic la Universitatea din Australia de Vest.

Așa că Lister și colegii săi au căutat să înțeleagă când apar aceste anomalii în timpul reprogramării celulelor și cum să le evite sau să le ștergă și alte semne persistente.

Echipa a profilat expresia genelor pe măsură ce celulele se mișcau prin procesul de reprogramare, pentru a vedea ce gene au fost activate și când.

Învelește o mare parte din ADN-ul celulei Proteine ​​mari numite histoneprotejând acele părți ale mașinii celulare a căror sarcină este de a decoda genele în proteine.

În funcție de locul în care se află histonele, este posibil ca celula să nu răspundă la semnalele chimice trimise de oamenii de știință, caz în care poartă o memorie epigenetică prin procesul de reprogramare.

Noua metodă, numită reprogramare transient naïve (TNT), imită resetarea genomului celular al unei celule care are loc în dezvoltarea embrionară foarte timpurie, atât înainte, cât și după implantarea aceluiași embrion în peretele uterin.

Într-o serie de experimente pe celule, cercetătorii apare Reprogramarea TNT „șterge în mod eficient memoria epigenetică”, în special în regiunile dens populate ale ADN-ului – dar fără a șterge alte informații importante. imprimat pe genom.

Ca urmare, celulele reprogramate au devenit mai mult ca celule stem embrionare, atât în ​​funcție, cât și la nivel molecular.

„Ne așteptăm ca reprogramarea TNT să stabilească un nou standard pentru terapiile celulare și cercetarea biomedicală și să avanseze considerabil progresul acestora”. El spune lester.

„Rezolvă problemele asociate cu celulele stem pluripotente induse generate în mod convențional, care, dacă nu sunt abordate, pot avea consecințe foarte dăunătoare pentru terapiile celulare pe termen lung”. Adăuga Jia Tan, autorul studiului și biolog celular la Universitatea Monash din Melbourne.

Studiul a fost publicat în natură.