Ученые создают «старые» клетки

В последние годы ученые смогли использовать образцы кожи, чтобы создать любой тип клетки тела, но они не смогли избежать удаления генетической информации, связанной в первую очередь с возрастом. Теперь ученые нашли новый метод для создания клеток, что позволяет им поддерживать их «реальный» возраст. Создание «старых» стволовых клеток поможет в исследованиях болезни Альцгеймера и деменции.

Расти Гейдж (Rusty Gage) из Калифорнии и ведущий автор статьи, опубликованной в научном журнале Cell Stem Cell, говорит, что сохранение «старых» клеток позволит лучше понять эффекты старения мозга.

В прошлом модели на животных использовались для изучения биологических последствий старения в тканях органов. Однако, совсем недавно все чаще стали использовать стволовые клетки для изучения различных заболеваний человека. Клетки кожи могут быть взяты у людей и превратиться в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые обладают способностью стать любой клеткой в организме.

Эта методика позволяла создавать клетки мозга для изучения заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера; но даже тогда, когда клетки кожи взяты у пожилого человека, это не гарантирует, что стволовые клетки получат «старые» свойства.

Это происходит, потому что процесс в индуцированных плюрипотентных стволовых клетках включает в себя сброс эпигенетических подписей в старых клетках. Этот сброс сделал изучение старения человеческого мозга сложным, так как исследователи не могли создать характеристики старых клеток головного мозга.

Профессор Гейдж решил попробовать другой подход. Он обратился к более новой технике, которая позволяет преобразовать клетки кожи в нейроны, непосредственно минуя предшественника стволовых клеток и создавая индуцированные нейроны.

Ученые собрали клетки кожи от 19 человек в возрасте от рождения до 89 лет и обратились к клеткам головного мозга с использованием как индуцированной техники и прямого подхода преобразования. Затем исследователи сравнили образцы экспрессии генов нейронов с клетками, взятыми из головного мозга.

В индуцированном методе у плюрипотентных стволовых клеток узоры были одинаковыми, независимо от возраста человека, у которого были взяты образцы.

Но в клетках мозга, созданных с использованием техники прямого преобразования, существовали различные модели экспрессии генов, в зависимости от того были ли они взяты у молодых доноров или пожилых людей.

Джером Мертенс (Jerome Mertens), научный сотрудник, объясняет, что уровни белка были ниже в нейронах, полученных у пожилых пациентов. Снижение уровня этого белка связано с ядерными транспортными дефектами, которые играют роль в нейродегенеративных заболеваниях. 

«Нейроны показали различия в зависимости от возраста донора. И они на самом деле показывают изменения в экспрессии генов, которые причастны к старению мозга», — добавляет автор исследования.

Ученые считают, что это открытие поможет лучше понять физиологию и молекулярную технику нервных клеток человека.

Подробнее в научной статье:

Fred H. Gage et al. (2015) Directly Reprogrammed Human Neurons Retain Aging-Associated Transcriptomic Signatures and Reveal Age-Related Nucleocytoplasmic Defects. Cell Stem Cell