Действие белка Lin28a, связывающегося с регуляторной РНК, на митохондриальный метаболизм и регенеративную способность тканей (рисунок авторов работы).
Эмбриональный ген помогает залечивать раны. ДНК-коллагеновые заплатки помогают кости регенерировать
8-11-2013, 19:45. Разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ
Эмбриональный ген помогает залечивать раны
Открыт ген, который поддерживает в молодом организме высокий уровень регенерации, и если активировать его у взрослого, то раны будут зарастать намного быстрее.
Исследователи из Гарварда (США), изучавшие онкогенез на мышах с предрасположенностью к злокачественным опухолям, внезапно обнаружили, что их подопечные не только не болеют раком, но и становятся едва ли не здоровее обычных животных. Модифицированные мыши становились больше, у них гуще росла шерсть, а отрезанный кончик пальца легко отрастал заново!
А случилось это благодаря белку Lin28a, синтез которого у этих «сверхмышей» был заметно повышен.
Lin28a активно работает в стволовых клетках; также есть сведения, что без него не обходятся и раковые клетки. Включая синтез этого белка у взрослых животных, Джордж Дэли (George Daley) и его коллеги рассчитывали, что у мышей появятся индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) — аналог эмбриональных стволовых клеток, могущих превращаться в любой другой клеточный тип. Некогда их получали только в клеточных культурах, но недавно iPSC сумели создать прямо в живом организме.
Включение эмбриональных генов могло бы усилить регенеративные свойства тканей у взрослого организма: повреждения можно было бы залечить гораздо быстрее с помощью «омолодившихся» клеток, которые вспомнили некие эмбриональные свойства. Давно известно, что в молодости все ткани восстанавливаются быстрее, а с возрастом регенеративные свойства постепенно слабеют, но почему так происходит, до сих пор не очень ясно. Поэтому понятен энтузиазм исследователей, которые обнаружили усиление регенеративной активности под действием Lin28a.
Этот белок взаимодействует с регуляторной РНК, называемой let-7. Она ограничивает деление клеток и подталкивает их созревание. Встречаясь с этой РНК, Lin28a подавляет её действие и помогает клеткам, образно говоря, вспомнить молодость. Кроме того, как пишут исследователи в Cell, Lin28a повышал уровень некоторых ферментов, участвующих в митохондриальных процессах получения энергии.
У взрослых мышей с повышенным уровнем Lin28a, как было сказано, быстрее росла шерсть и быстрее заживали проколотые раны на ушах, а у молодых быстрее регенерировали пальцы (хотя у взрослых животных способность дорастить себе палец исчезала). То есть довольно скромная генетическая поправка имела весьма сильный эффект.
В то же время на сердечную мышцу, например, повышение уровня Lin28a не действовало, регенерации сердца не происходило.
Возможно, в будущем Lin28a станет мощным инструментом регенеративной медицины. Однако для этого, во-первых, нужно найти способ быстро и просто воздействовать на него — а это задача неочевидная, так как белок прячется в ядре и недоступен для лекарств, работающих с белками клеточной мембраны и цитоплазмы.
А во-вторых, Lin28a выполняет разные функции, и прежде, чем с ним работать, нужно убедиться, что это не повредит другим процессам, в которых он участвует. Ну и, кроме того, хорошо бы понять, почему белок всё-таки не запустил раковые процессы у подопытных мышей.
Подготовлено по материалам Nature News.
ДНК-коллагеновые заплатки помогают кости регенерировать
Чтобы костная ткань восстанавливалась быстрее и лучше, предлагается обеспечить окружающие клетки запасом ДНК, кодирующей необходимые для регенерации белки, а сам запас генетических инструкций оставить на коллагеновой подложке в том месте, где кость должна нарасти.
Исследователи из Айовского университета (США) предложили оригинальный способ восстановления костной ткани. Суть его в том, что оставшимся костным клеткам вводится ДНК, которая понуждает их синтезировать белки, необходимые для наращивания свежей кости взамен утраченной.
Саму ДНК в виде специально сконструированных генетических конструкций (плазмид) учёные загружали в коллагеновую пластину, которую помещали в череп подопытным животным с предварительно удалённым куском кости размером 5×2 мм.
Как пишут в Biomaterials Алиасгер Салем (Aliasger Salem) и его коллеги, в этом случае кость и сопутствующие мягкие ткани восстанавливалась в 44 раза лучше, чем тогда, когда коллагеновая заплатка ставилась без ДНК, и в 14 раз лучше, если с раной вообще ничего не делали.
Сама ДНК была связана с полимерными микрочастицами, которые облегчали её внедрение в клетки. Клетки, которые приходили на коллагеновую подложку, впитывали в себя ДНК с геном тромбоцитарного фактора роста (точнее, с одной из его субъединиц — PDGF-B), который и запускал регенерацию кости.
Кроме того, исследователи отмечают, что такая ДНК-коллагеновая заплатка стимулировала даже развитие клеток костного мозга человека.
Ключевая особенность метода в том, как организована встреча клеток и ДНК: во-первых, саму руководящую ДНК не нужно пополнять извне, её запас содержится в коллагеновой подложке; во-вторых, тут не используются вирусоподобные способы доставки, из-за которых мог бы «напрячься» иммунитет.
Технология ждёт клинических испытаний, однако её авторы уверены в успехе и рассчитывают, что такие ДНК-коллагеновые заплатки найдут применение в разных областях медицины, вплоть до пластической хирургии.
Подготовлено по материалам Айовского университета. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.
Черепная кость с дырой и черепная кость, залеченная с помощью ДНК-коллагеновой заплатки (фото Satheesh Elangovan / University of Iowa).
Саму ДНК в виде специально сконструированных генетических конструкций (плазмид) учёные загружали в коллагеновую пластину, которую помещали в череп подопытным животным с предварительно удалённым куском кости размером 5×2 мм.
Как пишут в Biomaterials Алиасгер Салем (Aliasger Salem) и его коллеги, в этом случае кость и сопутствующие мягкие ткани восстанавливалась в 44 раза лучше, чем тогда, когда коллагеновая заплатка ставилась без ДНК, и в 14 раз лучше, если с раной вообще ничего не делали.
Сама ДНК была связана с полимерными микрочастицами, которые облегчали её внедрение в клетки. Клетки, которые приходили на коллагеновую подложку, впитывали в себя ДНК с геном тромбоцитарного фактора роста (точнее, с одной из его субъединиц — PDGF-B), который и запускал регенерацию кости.
Кроме того, исследователи отмечают, что такая ДНК-коллагеновая заплатка стимулировала даже развитие клеток костного мозга человека.
Ключевая особенность метода в том, как организована встреча клеток и ДНК: во-первых, саму руководящую ДНК не нужно пополнять извне, её запас содержится в коллагеновой подложке; во-вторых, тут не используются вирусоподобные способы доставки, из-за которых мог бы «напрячься» иммунитет.
Технология ждёт клинических испытаний, однако её авторы уверены в успехе и рассчитывают, что такие ДНК-коллагеновые заплатки найдут применение в разных областях медицины, вплоть до пластической хирургии.
Подготовлено по материалам Айовского университета. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.
Вернуться назад