Команда исследователей из Университета в Буффало выявили ключевое препятствие в процессе преобразования клетки. Прорыв имеет огромное значение для лечения болезни Паркинсона, так как ученые смогли создать функциональные нейроны для замены поврежденных.
Болезнь Паркинсона — это заболевание дегенеративного характера. Оно проявляется в связи с потерей дофаминовых нейронов в мозге, тем самым оказывая существенное влияние на состояние человека и его двигательные навыки. В новом исследовании ученые решили создать нейроны, которые можно пересадить в мозг пациента, чтобы совсем изнутри, в очаге, бороться с заболеванием.
В прошлом исследователи использовали для этой цели эмбриональные стволовые клетки, но материал трудно получить и процесс производства нейронов занимает очень много времени, а результат крайне мизерный. Были и попытки использования клеток кожи для преобразования, но изученные методы имели схожие проблемы.
В целом, новый метод тоже использует старый подход. В сущности, исследователи смогли определить ключевое препятствие для клеточных преобразований и теперь ими можно манипулировать.
Группа определила, что транскрипционный фактор белка, известный как p53, защищает клетку от внутренних изменений из одного типа в другой, предотвращая любые преобразования. После того как количество этого белка было снижено, перепрограммирование клеток стало гораздо более эффективным.
Клетки изначально имеют один базовый исходный код, но читается он по разному. Таким образом, выявление р53 в качестве агента, поддерживающего статус-кво — это уже прорыв для клеточной биологии в целом.
«Открытие доказывает, что мы можем воздействовать на клетки в виде программного комплекса, но только устранив барьеры» — говорит старший автор проекта Цзянь Фэн: «Мы могли бы работать с нервной системой быстрее, мы могли бы генерировать ткани, аналогичные телесным и даже мозговой ткани.»
С новыми знаниями группа взялась за переход клетки кожи в дофамин нейронов. В ходе процесса было установлено, что ключ, и что за счет снижения экспрессии р53 в клеточном цикле как раз перед ее дубляжом, перехода можно легко достигнуть. Команда манипулировала клетками в определенный момент переходя в модификацию ДНК фермента, известного как Tet1, и так производила дофаминовые нейроны.
Поскольку производство было завершено, исследователи протестировали допамин нейронов, подтверждающий что они полностью функциональные. Метод крайне эффективен и в перспективе может позволить врачам создавать специфические нейроны для пациентов.
«Наш метод быстрее и намного эффективнее, чем те что были получены ранее» — говорит Фэн: «Лучший способ на данный момент занимает две недели на производство 5 процентов дофаминовых нейронов. С нашей, мы получили 60 процентов нейронов допамина за 10 дней.»
Исследователи опубликовали результаты в журнале Nature Communications.
