Умереть молодым: волгоградские врачи рассказали о «факторах Яманака»

Известно, что сначала клетка является стволовой, а после получает «специализацию»: становится частью нейрона, мышечного волокна или кожи. «Профессионализм» приходит с «возрастом». Но можно ли ее омолодить?

На этот вопрос ответил в 2006 году японский ученый Синъя Яманака, выделив четыре белка, или транскрипционных фактора, способных включать и выключать гены, то есть превратить обычную клетку, например, печени, в индуцированную плюрипотентную стволовую клетку (ИПСК). Открытие принесло исследователю всемирную славу и Нобелевскую премию, ведь то, что получают из эмбриона, оказалось, можно взять из взрослого органа, перепрограммировать этими белками-факторами и вернуть для омоложения.

«Факторы Яманака», четыре белка (Oct3/4, Sox2, Klf4 и c-Myc), сокращенно именуемые, работают как молекулярный переключатель: два управляют плюрипотентностью, то есть возможностью превратиться в любой тип клеток, третий помогает клетке держаться в этом недифференцированном состоянии, а четвертый ускоряет деление, что необходимо при перепрограммировании. Исследования на основе сделанного открытия проводятся во всем мире: клинические испытания идут не только в Японии, где из клеток кожи пациента получают здоровые нейроны и пересаживают их обратно в мозг при болезни Паркинсона, но и в Китае и США пытаются таким способом восстановить поврежденную сетчатку глаза, а в Европе бьются над созданием инсулин-продуцирующих клеток, чтобы лечить пациентов с тяжелыми формами диабета.

Но не все оказывается на деле так гладко.

Не так давно стартовали испытания терапии с использованием трех факторов Яманака. Четвертый исключен из-за определенных рисков: c-Myc вызывает рак. Но ученые пытаются «освежить», а не сделать эмбриональными клетки органа, частично изолированного от остального организма. Это глаз. Безопасность на первой фазе еще не доказана, но эксперимент уже сал событием в биомедицине.

Заведующий лабораторией молекулярной биологии и биотехнологии Волгоградского государственного медицинского университета кандидат медицинских наук Роман Литвинов считает, что полного сходства с эмбриональными клетками получить невозможно.

- У перепрограммированных клеток сохраняется так называемая эпигенетическая память — что-то вроде "заметок" о том, кем они были раньше. Это значит, что такие клетки легче превращаются обратно в те ткани, из которых были взяты, и хуже — в другие. Для некоторых задач это даже полезно, но в целом ограничивает универсальность метода, - цитирует волгоградского ученого научно-популярное издание TechInsider.

Есть и второй момент, который следует учитывать: даже если исключить онкогенный белок c-Myc, вмешательство в эпигенетические программы клетки также повышает риск развития опухолей: лабораторные животные, получавшие только три «фактора Яманака», начинали страдать от образованию глиом — агрессивных онкологических заболеваний мозга, а длительная активация этих белков приводила к атрофии печени, поджелудочной железы и тонкой кишки у мышей, погибавших без всяких признаков рака, потому что организм переставал нормально функционировать из-за «забывчивости» омоложенных клеток о своей специализации.

- Сегодня уже умеют получать ИПСК без c-Myc, так что этот риск вполне устраним. Гораздо сложнее другое. Недифференцированные ИПСК могут бесконтрольно делиться и давать начало тератомам — опухолям, в которых иногда вырастают волосы или зубы. А если перепрограммирование прервать на полпути, клетка может застрять в опасном промежуточном состоянии: она уже не выполняет свою функцию, но еще и не стала стволовой. Такие клетки особенно непредсказуемы, — комментирует ведущий сотрудник проектного офиса ВолгГМУ Виталий Ковалев.

Впрочем, достаточно вспомнить, что убить «странным образом» перепрограммированные клетки может и иммунитет.

Но эксперты не отвергают возможности работы с факторами Яманака: методы могут быть персонализированы для неизлечимых болезней. А таблетку от старости придется еще подождать.

- Мы будем пробовать все возможные варианты — исключать транскрипционные факторы, связанные с наибольшим риском, модифицировать имеющиеся или искать совершенно новые. Также мы ищем способы усиливать эффект факторов Яманака (и тем самым позволяя снижать их дозу) или даже действовать независимо от них. Чтобы стимулировать исследования в этой области, мы уже объявили о готовности бесплатно распространять плазмиды с факторами Яманака для ученых нашей страны, — сообщил изданию Роман Литвинов.