Антитела Преобразовывают Стволовых Клеток Непосредственно в Клетки Мозга

     Неожиданное открытие сделали ученые из исследовательского института Скриппса (TSRI), они нашли способ, превратить стволовые клетки костного мозга непосредственно в клетки головного мозга.

  В настоящее время методы для превращения клеток мозга пациентов в клетки некоторого другого - желаемого типа, являются относительно сложным, рискованным действием и эффективно лишь в лаборатории. Новое открытие указывает на новые возможности с использованием простых и безопасных методов. Стволовая терапия, и новые клетки, полученные из собственных клеток пациента, как ожидается, будет полезна при лечении травм спинного мозга, инсульта и других органов по всему телу, практически без риска иммунного отторжения.

  "Эти результаты подчеркивают потенциал антител в качестве универсальных манипуляторов клеточных функций", сказал Ричард  Лернер, и Лита Анненберг Хейзен, профессор иммунохимии, а так же профессор кафедры клеточной и молекулярной биологии в (TSRI), и главный исследователь этого нового исследования.

  Исследователи обнаружили, что выращенные в лаборатории антитела, могут активировать и стимулировать рост рецептором на клетках костного мозга. Одно из антитела, как оказалось, способны активировать рецептор таким образом, что это вызывает у клетки костного мозга, которые обычно развиваются в лейкоциты – способность стать предшественниками нервных клеток, типа - почти зрелых клеток головного мозга.

 Природа

  Природные антитела являются большими, U-образными белками, продуцируемыми клетками иммунной системы. В общем, они достаточно разнообразны, их около 100 млрд. различных форм реагирующих на вирусы, бактерии и для других целей. С 1980-х годов, молекулярные биологи знали, как производить антитела в клеточных культурах в лаборатории. Это позволило им начать пользоваться этими огромными, целевыми инструментами, чтоб делать научные опыты, а также проводить диагностики и применять их в лечении рака, артрита, при отторжение трансплантата, вирусных инфекциях и при других заболеваниях.

  В конце 1980-х, Лернер и его коллеги из (TSRI), смогли изобрести первый способ генерации больших "библиотек" различных антител и быстро определить, какие из них можно привязать к определенной цели. Противовоспалительное антитело «Humira ®», в настоящее время является одним из самых продаваемых в мире лекарств, оно было обнаружено с применением этой технологии.

  В прошлом году, в исследовании, возглавляемом (TSRI) научным сотрудником Хонгкаи Чжан, в лаборатории Лернера, разработали новое антитело - открыта техника  - благодаря которой вырабатываются антитела в клетках млекопитающих наряду с рецепторами или другими молекулами. Методика позволяет исследователям быстро определить не только антитела, которые в «библиотеке» антител связываются с данными рецепторами, но также и те, которые активируют этот рецептор и тем самым изменяют функцию клетки.

  Для нового исследования, Лернер научный сотрудник лаборатории Цзя Се, и его коллеги, модифицировали новую технику, так что антитела и белки, произведенные в данной ячейке, физически привязаны к внешней мембране клетки, недалеко от его целевых рецепторов.

  "Удерживающаяся активность антитела к клетке, в которой он получен, позволяет эффективно использовать большее количество «библиотек» антител и экранировать эти антитела быстрее для конкретной деятельности", говорит Се. С улучшением техники, ученые могут просеять через «библиотеку» десятки миллионов антител в течение нескольких дней.

  В ранней диагностике, Се использовал новый метод скрининга антител, который помогает активировать рецепторы GCSF, и найти в клетке костного мозга и других типах клеток факторы роста рецептора. GCSF имитирующие препараты были одними из первых биотехнологических достижений из-за их способности стимулировать рост клеток белой крови - которая противодействует мозгу в подавлении побочных эффектов химиотерапии рака.

  Команда скоро отделит один тип антител или "клона", который может активировать рецептор GCSF и стимулировать рост тестовых ячеек. Затем исследователи проведут испытания, незакрепленного, растворимого варианта этого антитела на культурах стволовых клеток костного мозга человека взятого у добровольцев.

 Новое направление

Изменение клетки костного мозга в клетки линий нейронного происхождения - называется "трансдифференцировкой". Ученые имеют методы для превращения клеток костного мозга в другие типы взрослых клеток, но эти методы обычно требуют радикального и рискованного депрограммирования клеток костного мозга, в эмбриональном состоянии, в таком же состоянии в котором находятся стволовые клетки. Относительно небольшое число лабораторий в мире сообщили об использовании методов прямой - «трансдифференцировки».

  "Насколько я знаю, никто никогда не достигал ещё «трансдифференцировки» с помощью одного белка - белка, который потенциально может быть использован в качестве терапевтического применения", сказал Лернер.

  Текущие методы клеточной терапии обычно предполагают, что клетки пациента будут собраны, а затем перепрограммированы и размножены в лаборатории до повторного введения в организм пациента. В принципе, по словам Лернера, антитела, такие как тот, который они обнаружили, могут быть введены непосредственно в кровоток больного пациента. Из крови он способен найти свой путь в мозге, и, например, преобразовать некоторые клетки костного мозга в нервные клетки-предшественники. "Те, нейронные предшественники могли бы проникнуть в мозг, найти области повреждения и помочь восстановить их", сказал доктор Лернер.

  В то время как исследователи до сих пор не уверены, почему новое антитело имеет такое странное воздействие на рецептор (GCSF), они подозревают, что он связан с рецептором дольше, чем этого может достичь природный белок (GCSF), и это длительное взаимодействие изменяет модель сигнализаций рецептора. "Если вы можете использовать тот же рецептор по-разному, то потенциал генома намного больше", сказал Лернер.