Глаз на вырост

Еще немного – и чудо природы, человеческий глаз, будут выращивать в лабораторных условиях.
Фото Reuters

Многие эксперты утверждают, что будущее медицины за стволовыми клетками, которые позволят не только поддерживать красоту и молодость, но также и «замещать» больные органы и ткани. Пока, правда, на пути столь радужных перспектив стоит «небольшое» препятствие в виде канцерогенности стволовых клеток, которые – особенно искусственно индуцированные – могут превращаться в раковые. На борьбу с этим явлением брошены немалые силы.

Работы со стволовыми клетками позволили найти решение одной довольно старой загадки геномики. В самом начале геномного миллениума ученых поразил тот факт, что гены, то есть участки ДНК, кодирующие синтез тех или иных протеинов (белки), занимают в геноме всего какие-то 10%, функция всего остального генома была непонятна. Через некоторое время выяснилось, что большая доля «мусорной» ДНК приходится на «молекулярный хлам» в виде остатков вирусных геномов, некогда инфицировавших наших предков. Оказалось, что вирусы те давно уже нефункциональны и вызывать инфекций больше не могут, свидетельствуя лишь об эволюционной памяти нашего вида.

Однако все не столь просто и «эволюционно». Сотрудники Ракового центра Университета Дж.Гопкинса в Балтиморе опубликовали в Nature статью, согласно которой некоторые ретровирусы (наподобие ВИЧ) могут передаваться с половыми клетками родителей. Тем самым они определяют мутации, на фоне которых могут развиваться, например, опухоли толстого кишечника. Но гораздо важнее все же, что «неработающие» ретровирусы способны регулировать генную активность. Это выяснили сотрудники Института биологических исследований в калифорнийском г. Ла-Джолла, изучавшие процессы, приводящие к формированию так называемой внутриклеточной массы, дающей эмбриональные стволовые клетки (ЭСК).

Развитие эмбриона начинается с оплодотворения, или объединения геномов отца и матери. Первое деление образовавшейся зиготы, имеющей парный набор хромосом (в отличие от спермия и яйцеклетки с их одинарными наборами), дает двуклеточный зародыш. Сотрудники института прочитали так называемый экзом, или часть активных генов, кодирующий синтез белков до и сразу после оплодотворения. При этом выяснилось, что клетки используют упоминавшиеся ретровирусы для регуляции активности генов и вирусная ДНК входит в состав их регуляторных участков. Оказалось также, что некоторые эмбриональные стволовые клетки «отличают» себя от других ЭСК с помощью все тех же вирусов. Отличие заключается в том, что эти клетки оказываются более «молодыми» и пластичными. Это означает, что они обладают большим потенциалом к развитию (ученые назвали подобное «гибкое» пластическое состояние магическим – Маgic State). Интересно, что «первые среди равных» могут возвращаться в обычное состояние и нарушение этого перехода ограничивает возможности ЭСК.

А международная команда исследователей из парижского Института естественной истории, лондонского Королевского колледжа и Осакского университета попыталась разобраться в жизни нервных стволовых клеток, ниша развития которых находится в глубине мозга. Выяснилось, что для начала их формирования очень важен гормон щитовидной железы (тироидный – Тз). Именно он блокирует стволовое состояние и подталкивает клетки к развитию в нервные (нейроны) и последующей их миграции в кору полушарий. Работы двух групп роднит то, что ученым удалось определить один и тот же протеиновый регулятор (в виде белка Sox), подавление гена которого приводит к утере стволового состояния и началу формирования нервных клеток.

Это доказательство того, что ученые стоят на верном пути. Чему свидетельство – достижение японского Центра биологии развития, специалисты которого опубликовали статью в журнале Сеll Stem Cell. Речь идет о получении из эмбриональных стволовых клеток глазного бокала, на дне которого формируется сетчатка. Преимуществом нового подхода является то, что зародышевый бокал имеет естественную 3D-форму и в нем образуются два слоя клеток, один из которых богат светочувствительными фоторецепторами (будущими палочками и колбочками).

Если работа японских ученых будет и дальше успешно развиваться, то в скором времени можно будет искусственно выращивать сетчатку глаза, что вселяет надежду в людей, страдающих ее различными дегенеративными заболеваниями.