Наука научилась «обнулять» стволовые клетки: новый подход к клеточной терапии

Международная группа исследователей разработала стратегию, способную фундаментально изменить методы клеточной терапии. Учёные продемонстрировали, как сигнальные молекулы могут управлять судьбой индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (iPSC), возвращая их в более «молодое» и гибкое состояние — критически важное для успешного использования в медицине.

Ключевой задачей работы стало изучение влияния сигнального пути Wnt/β-катенин на поведение iPSC. Этот путь давно рассматривается как один из центральных в биологии стволовых клеток, однако ранее эксперименты давали противоречивые результаты. В одних случаях активация Wnt-сигналов помогала сохранить клетки в недифференцированном состоянии, в других — наоборот, запускала их развитие. Авторы исследования объяснили этот парадокс контекстной зависимостью клеточного ответа: одинаковые молекулы могут вызывать разные реакции в зависимости от текущего состояния клетки.

Особое внимание было уделено различию между двумя ключевыми фазами: «наивной» и «праймированной». В первом случае клетки сохраняют максимальную пластичность, высокую пролиферативную активность и способность превращаться практически в любой тип ткани. Во втором — они уже частично запрограммированы и менее управляемы в терапевтических сценариях.

Команда обнаружила, что молекула NME7AB способна стабильно удерживать клетки в наивном состоянии. Эти клетки сохраняли две активные X-хромосомы (в случае женских образцов), демонстрировали высокий уровень активности β-катенина и не переходили в спонтанную дифференцировку. При необходимости они эффективно трансформировались в нейроны, гепатоциты или мезенхимальные клетки.

Дополнительные эксперименты с уже праймированными клетками подтвердили контрастность реакций: молекула WNT3A, активирующая тот же сигнальный путь, вызывала у части клеток возврат к гибкому состоянию, а у других — запуск процесса дифференцировки. Это открытие устраняет прежние противоречия в научной литературе и создаёт основу для точного управления клеточной судьбой.

Результаты экспериментов оказались особенно убедительными: нейроны, полученные из клеток, выращенных с NME7AB, вырабатывали больше дофамина; мезенхимальные клетки интенсивно делились и формировали костную, хрящевую и жировую ткань; гепатоциты демонстрировали полноценную метаболическую активность — перерабатывали жиры, накапливали гликоген и утилизировали аммиак.

Эти данные создают предпосылки для качественного скачка в области регенеративной медицины. Применение клеток, находящихся в наивном состоянии, может повысить точность и эффективность терапии при лечении болезней центральной нервной системы, печени, костей и суставов. Следующим этапом станет детальное изучение молекулярных механизмов, определяющих, сохраняет ли клетка гибкость или запускает путь специализации. Учёные также планируют протестировать эффекты различных концентраций сигнальных молекул на отдельных клеточных популяциях — с целью максимального повышения управляемости клеточных процессов в клинической практике.