Ученым из Геттингенского университета Георга Августа удалось выделить клетки, обладающие аналогичными свойствами, из яичек взрослых мышей. Исследователи показали, что при определенных условиях культивирования некоторые из этих клеток образуют колонии, напоминающие колонии ЭСК.
Клетки, которые назвали мультипотентными герминальными стволовыми клетками взрослого (МГСКВ, multipotent adult germline stem cells), обладают способностью самопроизвольно дифференцироваться в 3 основные типа эмбриональных тканей. Инъекции этих клеток в эмбрион мыши на ранней стадии его развития способствовали формированию различных органов, сообщил руководитель исследования Герд Хазенфюс (Gerd Hasenfuss).
"Возможность использования клеток из яичек в качестве альтернативы стволовым клеткам при проведении лечения очень занимательна", заявил директор Британского клинического центра при Совете медицинских исследований Крис Хиггинс (Chris Higgins). - "Тем не менее, необходимо провести еще много исследований, прежде чем станут окончательно понятными сходство и различие между клетками яичек и эмбриональными стволовыми клетками; а также пока не будет получено правильной оценки их потенциала в качестве лечебных средств".
Новая методика является интересной и перспективной; однако выделение МГСКВ у человека может оказаться проблематичным, поскольку между клетками яичек человека и аналогичными клетками мышей имеется ряд существенных различий, считают специалисты.
- Японским ученым из Института регенеративной медицины при университете Киото удалось создать клетку, обладающую свойствами эмбриональных стволовых клеток, наделив обычную клетку способностью развиваться в различные внутренние органы. Это открытие может стать настоящей сенсацией, так как позволит избежать неэтичного разрушения человеческих зародышей ради получения стволовых клеток.
Надо сказать, исследования по поиску замены стволовым клеткам проводятся уже не первый год. Ученые бьются над тем, чтобы найти другой столь же функциональный способ лечения человеческого организма. Например, немецкие ученые выяснили, что клетки, вырабатывающиеся в яичках взрослого человека, могут стать реальной альтернативой эмбриональным стволовым клеткам
Свое открытие ученые назвали мультипотентными герминальными стволовыми клетками взрослого (МГСКВ). МГСКВ обладают способностью самопроизвольно дифференцироваться в три основных типа эмбриональных тканей. Инъекции этих клеток в эмбрион мыши на ранней стадии его развития способствовали формированию различных органов.
- Отличие:
В недавней работе, опубликованной в журнале Cell представлены результаты по упешному выделению ЭС-подобных клеток из неонатального яичка мыши. Герминальные клетки в культуре давали колонии двух типов - колонии ГСК и колонии ЭС-подобных клеток. Последние можно было отдельно подвергнуть эспансии в условиях, оптимальных для культивирования ЭСК. Ранее этой группой исследователей было подтверждено, что культура сперматогониальных стволовых клеток является единственным типом стволовых клеток, передающих генетическую информацию потомкам. Клетки в культуре были полностью коммитированны в клетки полового зачатка (в половые клетки), что было доказано образованием нормальных сперматозоидов (и последующим рождением здорового потомства) и отсутствием образования тератом после их трансплантации. Эти результаты позволяют чётко отличить герминальные стволовые клетки (ГСК) от эмбриональных стволовых (ЭСК) и от первичных половых клеток (ППК).
При переносе неонатальных клеток яичка линейных мышей в среду, обогащённую факторами роста (GDNF, bFGF, EGF, LIF) большинство колоний имели вид колоний герминальных клеток с характерными межклеточными мостиками и моруло-подобной структурой. Однако, исследователи обнаруживали колонии, похожие на ЭСК. Эти колонии были плотнее и появлялись на 4-7 неделе (после 4-7 пассажей). После появления, ЭС-подобные колонии переростали герминальные колонии и становились доминирующей популяцией через 2-3 недели. ЭС-подобные колонии теряли свой исходный фенотип и подвергались дифференцировке, находясь в первичной среде для герминальных клеток, но активно делились и поддерживали исходный фенотип в среде, стандартной для поддержания ЭСК. После 2-3 пассажей в ЭС-среде, культура состояла именно из таких ЭС-подобных колоний, а герминальные колонии, напротив, в этих условиях не поддерживались (как считают авторы - из-за отсутствия GDNF- фактора, ноебходимого для деления сперматогониальных стволовых клеток).
Цитогенетический анализ показал что ЭС-подобные клетки имели нормальный кариотип (в 70-85% метафаз). Морфология колоний не менялась в течении 5 месяцев (48 пассажей) в ЭС-среде. Эти результаты оказались воспроизводимы и на другой линии мышей. Присутствие ЭС-подобных клеток было подтверждено в 19% экспериментов.
Важно, что ни герминальные, ни ЭС-подобные колонии не формировались при ведении клеток неонатального тестиса в ЭСК-среде и ППК (предшественников половых клеток) - среде.
По результатам анализа долговременного культивирования 266 герминальных колоний, ученые предположили, что ЭС-подобные клетки и ГСК имеют различное происхождение.
Основываясь на результатах работы, исследователи предлагают называть ЭС-подобные клетки мультипотентными герминальными клетками (МГК), для того чтобы отличить их от герминальных клеток, дающих начало только половым клеткам. МГК дикого типа (основываясь на результатах анализа геномного импринтинга) имеют отдельное от герминальных клеток происхождение. Возможно, что они происходят из определенной плюрипотентной популяции недифференцированных клеток, поддерживающихся со стадии фетуса, либо они берут свое начало от сперматогониальных стволовых клеток, имеющих в организме тесную связь с клетками Сертоли, однако теряющую ее в культуре.
Получение мультипотентных клеток из неонатального тестиса может иметь практическое значение для медицины и биотехнологии. Выделенные и охарактеризованные этой группой исследователей клетки отличаются по морфологиии, фенотипическим и дифференцировочным характеристикам от всех ранее описанных клеток оргaнизма после рождения.
Вопросы по теме занятия.
1. Каким образом можно объяснить название «эмбриональные герминальные клетки»?
2. Какие клетки называют эмбриональными герминальными клетками?
3. Каким образом распознаются герминальные клетки?
4. Различается ли путь развития герминальных клеток после миграции в гонады у самок и самцов?
5. Зачем примордиальным зародышевым клеткам самцов сохранять пролиферативную активность для поздних стадий тестикулярного развития?
6. Экспрессия каких белков характерна для этих клеток?