Американские биоинженеры при помощи прямого перепрограммирования превратили клетки кожи мыши и человека в болевые рецепторы (ноцирецепторы), которые дают чувство боли в ответ на разные раздражители. Чтобы добиться этого результата авторам потребовалось шесть лет.
В исследовании приняли участие ученые из Гарвардского института стволовых клеток Детского госпиталя в Бостоне и Гарвардского отделения по изучению стволовых клеток и регенеративной медицины.
Такие болевые рецепторы, по словам авторов, могут служить прекрасной моделью для изучения различных видов боли и для разработки лекарственных препаратов для лечения боли.
Как рассказывают ученые, вначале они попытались создать болевые рецепторы из эмбриональных стволовых клеток - клеток из бластоцисты, которая развивается на 2-5-й день после оплодотворения.
Но здесь они потерпели неудачу. «Мы потратили три года в попытке создать такие рецепторы из эмбриональных стволовых клеток. Но у нас ничего не получилось», - рассказывает ведущий автор исследования доктор Клифорд Вулф (Clifford Woolf).
Тогда они решили использовать методы прямого перепрограммирования, когда клетки взрослого организма превращают из одного типа в другой, минуя стволовую стадию.
«Мы стали изучать нейроны, которые отвечают за восприятие боли у мышей. И тогда мы обнаружили несколько транскрипционных факторов, которые помогают этим нейронам функционировать, и которые до этого не были описаны», - говорит Вулф.
Ученым удалось обнаружить пять таких транскрипционных факторов (три из них не были до этого известны). Затем они обработали этими факторами клетки кожи мыши и человека и получили из них болевые рецепторы.
Как говорят авторы, дальнейший эксперимент показал, что эти рецепторы реагировали на разные раздражители, стимулы, которые вызывают как чувство внезапной, острой боли, так и продолжительные болевые ощущения, связанные, например, с воспалительными процессами.
По словам Вулфа, это говорит о том, что созданные ими болевые рецепторы функционируют точно так же, как рецепторы, которые дают чувство боли в организме. «Я считаю, что эти нейроны – важный шаг в изучении природы боли. Более того, наша неудача с эмбриональными стволовыми клетками подсказала нам другое решение, когда мы стали использовать прямое перепрограммирование. А эта технология больше подходит для клинической практики», - говорит Вулф.
Статья о выращивании болевых рецепторов опубликована в последнем номере журнала Nature Neuroscience.
Стоит отметить, что ученые уже научились превращать стволовые клетки в разные типы нейронов.
Эти исследования помогают лучше исследовать и искать способы лечения многих тяжелых нейродегенеративных заболеваний.
В этом году биоинженерам под руководством специалистов из Лундского университета (Швеция) удалось получить из эмбриональных стволовых клеток человека нейроны, выделяющие дофамин, а потом вживить их в головной мозг лабораторных животных с болезнью Паркинсона. Удивительно, но эти нейроны заработали, а у животных восстановилась двигательная функция.
Также совсем недавно ученые из Медицинской школы в Сент-Луисе Вашингтонского университета с помощью прямого перепрограммирования получили из клеток кожи человека особый тип нейронов, которые в первую очередь поражаются при болезни Хантингтона. Затем они вживили эти нейроны в головной мозг мышей, где они прекрасно заработали.
