Наука и технологии России

Вход Регистрация

"Мы вернули клетки в их прошлое"

Биологи Новосибирского государственного университета и Института цитологии и генетики СО РАН создали клеточную линию, которая моделирует болезнь Хантингтона. Для этого учёные внесли необходимые мутации в клетки с помощью современной технологии редактирования генома CRISPR\Cas9. Клеточная модель необходима для изучения молекулярных механизмов развития наследственного нейродегенеративного заболевания, которое считается сегодня неизлечимым, сообщает сайт вуза.

Первые симптомы болезни Хантингтона (нервные тики, неконтролируемые движения и другие двигательные и умственные расстройства) проявляются у больных в возрасте 35–45 лет. Постепенно заболевание нервной системы прогрессирует и в течение 15–20 лет приводит к распаду личности и затем — смерти. Лечение производится только симптоматическое, которое временно улучшает состояние больного, не приводя к выздоровлению.

Заболевание связано с мутацией в гене huntingtin (хантингтин). В нормальном гене есть участок, состоящий из нескольких повторов триплета CAG. У всех здоровых людей таких повторов может быть от 9 до 35, однако у больных число повторов увеличивается: более 36.

Триплет CAG кодирует аминокислоту глутамин, то есть в синтезируемом белке присутствует полиглутаминовый тракт. Интересно, что этот белок синтезируется во многих клетках организма, однако погибают преимущественно нейроны стриатума (структура головного мозга, отвечающая за мышечный тонус, некоторые поведенческие реакции и др.), — рассказывает участник исследования студент 4 курса факультета естественных наук НГУ Динара Шарипова. — До сих пор науке неизвестно, как остальные клетки организма справляются с токсическим воздействием мутантного хантингтина и почему нейроны стриатума начинают погибать только в возрасте 35–45 лет, а не раньше. Также не совсем понятно, в чем именно заключается токсическое воздействие хантингтина на клетки.

Для поиска ответа на эти вопросы учёным и нужна клеточная модель заболевания. Чтобы создать клеточную линию болезни Хантингтона исследователи внесли мутацию в нормальные клетки, удлинив тракт CAG-повторов с помощью современной технологии редактирования генома CRISPR/Cas9. После того, как была получена линия фибробластов (клетки соединительной ткани) с мутацией, их репрограммировали к плюрипотентному состоянию, то есть сделали из них индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК).

Грубо говоря, мы вернули клетки в их прошлое. Технология получения ИПСК позволяет нам вернуть клеткам стволовость, — рассказала Динара Шарипова. — Ведь стволовые клетки обладают потенциалом к дифференцировке во все типы клеток. Постепенно с развитием эмбриона потенциал клеток снижается, они проходят несколько этапов в своем развитии и в итоге становятся дифференцированными клетками (нейронами, клетками кожи, кишечника и т.д).

Полученные «мутантные» линии клеток хранятся в лаборатории клеточных моделей заболеваний человека ИЦиГ СО РАН, и с ними проводится дальнейшая работа.

Сейчас у нас уже есть линии ИПСК с мутацией, ведется их дифференцировка в нейроны и другие клетки нервной ткани. При этом параллельно мы получаем линии, несущие меньшее количество повторов CAG, чем в уже полученной линии (то есть мы хотим получить несколько модельных линий, отличающихся размером мутации, от которого зависит тяжесть заболевания). Также для своей дипломной работы я получаю мутантную линию на клетках нейробластомы (злокачественной опухоли нервной системы). Эта линия клеток удобна для моделирования нейронных процессов, так как ее можно дифференцировать в различные типы нейронов напрямую, минуя стадию ИПСК.

По словам исследователя, эту тему она выбрала, потому что всегда хотела заниматься биомедициной.

В современном мире очень много заболеваний, которые остаются неизлечимыми и малоисследованными. К ним же относится и болезнь Хантингтона. Чтобы разработать эффективный метод лечения, необходимо сначала досконально изучить все молекулярные процессы, происходящие в ходе нейродегенерации, на это, в конечном итоге, наша работа и направлена. К тому же, кроме болезни Хантингтона, есть еще около 10 малоизученных заболеваний, имеющих такую же причину (удлинение полиглутаминового тракта в каком-либо белке). Исследовав процессы, приводящие к развитию болезни Хантингтона, мы, возможно, раскроем некоторые детали развития и этих болезней, — рассказала Динара Шарипова.

По материалам Новосибирского государственного университета

РЕЙТИНГ

5.00
голосов: 2

Обсуждение