Исследователи впервые успешно преобразовали взрослые человеческие клетки кожи в нейроны, и именно в тип нейронов, регулирующий аппетит, обеспечив тем самым пациент-специфичную модель для исследования нейрофизиологии контроля веса и испытания новых терапий против тучности.
Исследование во главе с учеными из Колумбийского медцентра и Нью-Йоркского фонда стволовых клеток опубликовано в издании Journal of Clinical Investigation.
В другом исследовании, опубликованном в издании Development, доктор Кевин Иган, Флориан Меркль и Александр Шайе из Гарвардского университета успешно создали нейроны гипоталамуса из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Эти нейроны помогают регулировать поведенческие и основные физиологические функции человеческого организма, включая аппетит, гипертонию, сон, настроение и некоторые социальные расстройства.
«Мыши — хорошие модели для изучения человеческой тучности, но еще лучше проводить исследование на человеческих клетках. К сожалению, регулирующие аппетит клетки расположены в недосягаемой части мозга — гипоталамусе. А потому до сих пор нам приходилось обходиться мышиной моделью или клетками человека, собранными во время вскрытия. Все это очень ограничивало нашу способность исследовать фундаментальные аспекты человеческой тучности», сообщил профессор Рудольф Лейбел, старший автор исследования.
Чтобы получить нейроны, человеческие клетки кожи требуется генетически повторно запрограммировать, чтобы они стали индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками. Подобно естественным стволовым клеткам, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки способны превращаться во взрослые клетки любого типа, когда они получают определенный набор молекулярных сигналов в особом порядке. Технология индуцированных плюрипотентных стволовых клеток используется для создания разных типов взрослых человеческих клеток, включая вырабатывающие инсулин бета-клетки и моторные нейроны.
«При этом до сих пор никто не мог выяснить, как преобразовать индуцированные плюрипотентные стволовые клетки в нейроны гипоталамуса», отметил соавтор работы доцент Дитер Игли.
«Данное исследование — замечательный пример того, как несколько учреждений объединяются и в сотрудничестве разрабатывают новые терапевтические методы. Способность получать данный тип нейронов ставит нас на шаг ближе к разработке новых терапий тучности», сказала президент Фонда стволовых клеток Сьюзен Соломон.
Ученые определили, какие сигналы требуются для преобразования индуцированных плюрипотентных стволовых клеток в дугообразные нейроны гипоталамуса, регулирующие аппетит. Процесс преобразования занимает примерно 30 дней. Нейроны, как выяснилось, демонстрируют ключевые функциональные свойства дугообразных нейронов гипоталамуса мыши, включая способность точно обрабатывать и секретировать специфические нейропептиды, а также реагировать на метаболические сигналы, такие как инсулин и лептин.
«Мы не считаем, что эти нейроны идентичны натуральным нейронам гипоталамуса, но все же они близки им и будут полезны для изучения нейрофизиологии контроля веса, а также молекулярных отклонений, которые приводят к тучности», сказал доктор Лейбел. „Кроме того, клетки позволят нам оценить потенциальные препараты от тучности так, как никогда до сих пор не было возможно“.
«Это показывает, как улучшенное понимание биологии стволовых клеток влияет на наше обучение, понимание и лечение расстройств нервной системы», заключил Иган. „Ранее исследовать нейроны гипоталамуса было проблематично. Сегодня успешные работы двух команд совершила настоящий перелом в данной сфере“.
