Чрез излагане на кожните клетки на определена комбинация от молекули за клетъчно програмиране учените успяха да ги превърнат в мозъчни клетки, които се държат като природни клетки.
Проучването е необичайно, защото, за разлика от много техники за преобразуване на клетките, клетките не се връщаха първо на стадий на стволови клетки – те директно се превърнаха в мозъчни клетки – като по този начин се избегне рискът от производство на много други видове клетки.
И проучването е уникално, защото екипът успя да препрограмира skincells да се превърне в определен вид мозъчни клетки вместо набор от braincells.
Писане в списанието, изследователи от Университетската университетска болница в Сейнт Луис (WUSTL), МО, съобщават как са използвали конкретна комбинация от микроРНК и транскрипционни фактори за препрограмиране на кожните клетки в определен тип мозъчна клетка, известни като нервни клетки.
Средните гръбначни неврони, които те произвеждат – които оцеляват поне 6 месеца след инжектиране в мозъка на мишки – са важни за контролиране на движението и са основният тип, засегнат при болестта на Хънтингтън.
Болестта на Хънтингтън е наследствено генетично заболяване, което причинява принудителни премествания и постепенно намаляване на умствените способности. Пациентите с болестта, които обикновено започват в средна възраст, могат да живеят 20 години след симптомите, въпреки че постепенно се влошават.
Преобразуваните клетки показват свойствата на естествените клетки
Старшият автор д-р Андрю С. Йо, асистент в областта на развитието на биологията в WUSTL, казва, че новите клетки не само оцеляват в мишия мозък, но и показват свойства, подобни на естествените клетки:
"Тези клетки са известни, че разширяват прогнозите в определени области на мозъка. И ние открихме, че човешките трансплантирани клетки също са свързани с тези далечни цели в мозъка на мишките.
Тъй като те са използвали възрастни човешки кожни клетки в изследването – а не миши клетки или човешки клетки на по-ранен стадий на развитие – екипът смята, че работата показва потенциала за използване на собствените клетки на пациента в регенеративната медицина. Това е важно, защото терапиите могат да използват лесно достъпни клетки и също така да избегнат проблема с имунното отхвърляне.
За тяхното изследване д-р Yoo и колегите са култивирали кожните клетки в среда, която имитира тази на мозъчните клетки. В предишна работа те вече са открили, че излагането на кожни клетки на две малки РНК молекули, наречени miR-9 и miR-124, може да превърне тези различни видове мозъчни клетки.
Въпреки че все още се опитват да направят точно това, което се случва, теоретичът вярва, че двете малки РНК молекули отварят плътно опаковани клетки от ДНК, които държат инструкции за създаване на мозъчни клетки, което позволява на гените, които са специфични за тяхното развитие и функция, да бъдат включени.
След като доказа, че излагането на тези малки молекули на РНК превръща skincells в смесица от мозъчни клетки, екипът започва фина настройка на химикалите. Те са направили това чрез добавяне на молекули, наречени транскрипционни фактори, които те вече са знаели, че са налице в частта на мозъка, където средновековните неврони са изобилни.
Транскрипционните фактори насочват клетките да станат специфичен тип
Съвместният автор Матей Б. Виктор, завършил студент по неврология, казва, че вярва, че малките РНК молекули "извършват тежко повдигане" и:
"Те подтискат клетките на кожата да станат неврони.Транскрипционните фактори, които добавяме, навеждат клетките на кожата да се превърнат в специфичен подтип, в този случай средни щипели неврони.
Екипът също така показа, че когато клетките на кожата са изложени само на транскрипционните фактори, без малките РНК молекули, кожните клетки не успеят да преобразуват успешно.
Екипът също така извърши обширни тестове, за да покаже, че новите мозъчни клетки са имали отличителен белег на местни нервни зъби. Те изразяват правилните гени за своя специфичен тип и не изразяват гени за други видове неврони.
И когато се трансплантират в мозъците на мишките, преобразуваните клетки се оглеждаха като природни нервни зъби и се държаха като тях.
Екипът сега използва клетките на кожата от пациенти с болестта на Хънтингтън и ги превръща в средни гръбначни неврони, използвайки новия си подход. Theyalso план за инжектиране на клетките в мишки с болестта.
Изследването е финансирано от различни органи, включително Националния институт по здравеопазване (NIH).
