Нет хамелеона на все случаи жизни
Стволовые клетки костного мозга циркулируют в крови, мигрируя в разные части тела, где они помогают - благодаря своей огромной универсальности - восстанавливать поврежденные ткани. В руках исследователей мобильная оперативная группа превращается в универсальное оружие против дегенеративных заболеваний. К сожалению, сейчас кажется, что эти представления слишком хороши, чтобы быть правдой.
Ажиотаж вокруг них не такой громкий, как вокруг их братьев и сестер, эмбриональных стволовых клеток. Однако, в отличие от них, использование взрослых стволовых клеток считается этически не вызывающим возражений. Поэтому возможные методы лечения могут быть разработаны для них с чистой совестью.
Вот так: клетки, взятые из резервуаров стволовых клеток во взрослом организме, размножаются в лаборатории и трансплантируются в больную ткань. Оказавшись там, сотовые хамелеоны сами знают, что делать. Они трансформируются в локальный тип клеток и, таким образом, регенерируют ткани.
Костный мозг является хорошим источником взрослых стволовых клеток. Это приводит, например, к уже очень способным к развитию гемопоэтическим стволовым клеткам, которые постоянно обновляют около дюжины типов клеток в крови. Эксперименты последних лет вселили надежду на то, что клетки костного мозга способны на большее.
Исследователи заменили мозг мышей клетками костного мозга, которые флуоресцировали зеленым благодаря генной инженерии. Чуть позже они обнаружили в мозгу животных светящиеся зеленые нервные клетки - стволовые клетки, поступающие с током крови, казалось, даже способны превращаться в нервные клетки.
До сих пор многие исследования интерпретировали стволовые клетки костного мозга слишком оптимистично
(Anton Wernig) Антон Верниг, физиолог из Боннского университета, надеялся, что такие болезни, как мышечная дистрофия Дюшенна (МДД), которая постепенно разрушает все мышцы тела, можно лечить с помощью предполагаемых универсальных средств. - просто путем пересадки здорового костного мозга. Взрослые стволовые клетки должны превратиться в функциональные мышечные клетки, способные продуцировать белок дистрофин, дефектный при МДД. Поэтому его рабочая группа проверила метод на животной модели наследственного заболевания [1].
Как обычно, боннские исследователи пометили ядра донорских клеток костного мозга зеленой флуоресценцией и через несколько месяцев действительно обнаружили зеленые люминесцентные ядра в мышечных клетках. Однако состояние поврежденной мышечной ткани существенно не улучшилось. Причиной отсутствия лечебного эффекта ученые назвали недостаток дистрофина.
«Только несколько ядер, если они вообще есть, продуцировали дистрофин - по крайней мере, слишком мало, чтобы вызвать улучшение болезненного состояния», - объясняет Верниг. Он подозревает, что, хотя клетки сливаются с дефектными мышечными волокнами, они остаются там молчаливыми, а это означает, что из клеток костного мозга не развивается функциональная мышечная ткань.
Ученые из Института исследований сердца и легких им. Макса Планка в Бад-Наухайме и Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге описывают очень похожие результаты. Команда Томаса Брауна экспериментировала с мезенхимальными стволовыми клетками (МСК). Среди прочего, они могут регенерироваться из костного мозга и обычно образуют жировые, хрящевые и сухожильные клетки. Если исследователи культивировали окрашенные в зеленый цвет МСК вместе со зрелыми мышечными клетками, то вскоре они смогли наблюдать под микроскопом зеленовато-мерцающие мышечные волокна [2].
Но если они протянули через чашку для культивирования непроницаемую для клеток мембрану и тем самым отделили МСК и мышечные клетки друг от друга, то никаких зеленых мышечных клеток они также не наблюдали. Из этого Томас Браун заключает, как уже подозревал Верниг, что взрослые стволовые клетки вносят свой вклад в зрелые мышечные волокна только путем слияния с существующими мышечными клетками и не могут трансформироваться самостоятельно..
В своих экспериментах ученым Макса Планка также удалось объяснить, как происходит термоядерный синтез. Для этого клетки общаются друг с другом через интерлейкины, т. е. с помощью сигнальных молекул, которые в основном используются для коммуникации иммунными клетками.
Боннские ученые докопались до того, почему из клеток костного мозга не возникли функциональные мышечные клетки - иными словами, они не подверглись, как это называется на техническом жаргоне, трансдифференцировке. Для этого они удалили химические маркеры, которые навсегда выключают гены из генома донорских клеток. В результате клетки мышечной ткани действительно вырабатывали больше дистрофина, но все же слишком мало. «Эффект был слишком мал, чтобы его можно было использовать для борьбы с МДД», - признает Верниг.
Итак, загвоздка взрослых стволовых клеток в том, что, в отличие от эмбриональных стволовых клеток, они уже поместили ряд генов в состояние глубокого покоя. Тем не менее Верниг не оставил надежды разбудить дремлющие клеточные ядра.
В целом, однако, он ослабляет ожидания стволовых клеток костного мозга: «До сих пор многие исследования интерпретировались слишком оптимистично». Теперь он подвергает сомнению предыдущее объяснение светящихся зеленым цветом нейронов мыши: «Вероятно, стволовые клетки не трансформировались в новые нейроны, а просто слились с существующими нейронами и окрасили их в зеленый цвет».