Потенциал развития плюрипотентных клеток: сравнения потенциала

При сравнении потенциала дифференцировки мышиных эмбриональных стволовых клеток, эмбриональных половых клеток и клеток карциномы установлено, что, несмотря на наличие сходных свойств, их различное происхождение часто отражается на по­тенциале их дифференцировки. Эмбриональные клетки карциномы, например, имеют более ограниченный потенциал дифференцировки. Вероятность их пере­дачи следующим поколениям через терминальные линии химерных животных невелика и очень часто они имеют дефекты кариотипа.

Эмбриональные половые клетки легко проходят спонтанную дифференциров­ку, но могут не поддерживать нормальное развитие из-за эпигенетической моди­фикации, которая протекает при формировании примордиальных половых кле­ток.

Самый большой потенциал развития имеют эмбриональные стволовые клетки, дифференци­руясь в широкий спектр клеточных типов. Ниже приводятся данные, которые подтверждают это свойство эмбриональных стволовых клеток человека. Плюрипотентная природа эмбриональных стволовых клеток человека может быть продемонстрирована In vitro или In vivo. Дифференцировка In vitro может быть запущена в случае, если клетки агрегиру­ются при культивировании в суспензии. Такие агрегаты клеток получили название эмбриональных тел.

Они в какой-то период времени копируют процес­сы раннего эмбрионального развития. К 20-му дню в суспензированной культуре (спонтанно) могут быть получены разные типы дифференцированных клеток. Это может быть показано на уровне как РНК, так и белка. В определен­ной степени можно управлять дифференцировкой клеток в специфические типы клеток путем добавления в культуру факторов роста.

Доказано, например, что эм­бриональные С К человека могут дифференцироваться In vitro в более чем десять разных клеточных типов. С другой стороны, дифференцировка может быть инду­цирована путем экспрессии факторов транскрипции, которые играют главную роль в раннем вовлечении клеток в специфические клеточные типы, как это было по­казано для мышиных эмбриональных СК. In vivo при инъекции недифференци­рованных клеток иммунодефицитным мышам формируются опухоли (тератомы). Эти опухоли включают производные мезодермы, эндодермы и эктодермы.

Наиболее четким доказательством плюрипотентности является способность клеток интегрироваться, пролиферировать и дифференцироваться во все клеточ­ные линии (включая половые клетки) при введении их в бластоцисты. Экспери­менты были проведены на мышах, когда с эмбриональнымистволовые клеткивыполняли гене­тические манипуляции и затем вводили их в бластоцисту хозяина для получения линии половых клеток, передающих генетическую модификацию.

По понятным причинам у человека провести подобные манипуляции невозможно. Возможность эффективно управлять дифференцировкой эмбриональныхстволовые клеткичеловека и массо­вое получение специфических типов клеток In vitro иллюстрирует их огромный потенциал как неограниченного источника клеток для трансплантации и возмож­ность использования их как вектора в клеточной терапии.