Физиологические особенности развития и варианты технологии получения плюрипотентных стволовых клеток

Рассматриваются актуальные вопросы, связанные с технологией выделения и механизмами развития плюрипотентных стволовых клеток и их применением в медицине. Выделение, а также последующее использование стволовых клеток до настоящего времени остаются нерешенной проблемой как с научной точки зрения, так и, особенно, в практическом здравоохранении. Существует три способа получения плюрипотентных стволовых клеток. Во-первых, они могут быть получены in vitro из культуры клеток внутреннего слоя бластоцисты. Это эмбриональные стволовые клетки. Во-вторых, они могут быть получены из соматических клеток в результате введения группы генов, индуцирующих плюрипотентность. Это индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Наконец, они могут быть получены в результате трансплантации ядра соматических клеток в энуклеированный овоцит. Микроокружение яйцеклетки способствует перепрограммированию ядра до состояния близкого к зиготе. Мышиные эмбриональные стволовые клетки на своей поверхности имеют многие эмбриональные маркеры: углеводные рецепторы — CD15, щелочную фосфатазу, фактор 4, подобный Круппелю, рецептор, связанный с эстрогеном, транскриптационный фактор СР2, подобный 1, Т-бокс транскриптационный фактор и гаструляционный гомеобокс мозга 2. Эмбриональные стволовые клетки мыши дифференцируются из внутренней массы клеток на стадии преимплантации эпибласта. Это установлено на основании сравнения профилей экспрессии генов и на прямой изоляции эмбриональных стволовых клеток от эпибластов 4,5-дневных оплодотворенных яйцеклеток. Эмбриональные стволовые клетки, полученные из эмбрионов мыши более поздних стадий развития, теряют маркеры плюрипотентности. Примерно через 3 дня после элиминирования фактора ингибирования лейкемии экспрессия гена Осt4 приводит к потере маркеров специфичности клетками раннего эмбриона. В настоящее время перепрограммирование плюрипотентности является активной областью исследований, в которой достигнут значимый технический прогресс. Так, используется оригинальный генный коктейль, состоящий из четырех генов: Oct4, Sox2, Klf4 и cMyc. Получены эмбриональные стволовые клетки мыши и человека из оплодотворенных бластоцист и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Однако это не касается плюрипотентных стволовых клеток, полученных от постнатальных животных, человека или из внеэмбриональных источников, таких как амниотическая жидкость или пуповинная кровь. Несмотря на то, что многие лаборатории работают над получением стволовых клеток из этих объектов, к сожалению, их воспроизводимость недостаточна, а свойства полученных клеток и даже их существование по-прежнему являются объектом споров.