Стволовые клетки против талассемии

Талассой греки называют прибрежные районы, в которых повышена влажность, в результате чего создаются условия для распространения малярии.

Талассемия представляет собой гемоглобинопатию, возникающую в результате мутации гена бета-глобина, и является генетическим механизмом защиты от болезни, вызываемой плазмодием (второй механизм — это серповидноклеточная анемия).

Талассемия

Больным талассемией приходится довольно часто делать переливания крови, а в последние годы их пытаются лечить трансплантацией стволовых клеток костного мозга (гемопоэтических — HSC), однако подыскать донора бывает нелегко.

Французские ученые из Института медицинских исследований парижского Общественного госпиталя и Университета Декарта в сотрудничестве со своими заокеанскими коллегами провели больному талассемией, переливание крови которому делали каждый месяц, пересадку его же стволовых клеток, в которые с помощью ленти-вируса был введен нормальный ген бета-глобина.

На протяжении 21 месяца, прошедших с момента пересадки клеток с исправленным геном, мужчина не нуждается в гемотрансфузиях и чувствует себя хорошо. Врачи отмечают также, что клетки трансплантированного клона остаются доброкачественными, тем самым не представляя опасности развития лейкемии.

Этот несомненный практический успех. Он был подкреплен сообщением ученых Станфордского университета, которые вместе со своими коллегами из Университета Дж.Хопкинса в Балтиморе (США) попытались создать так называемую карту метилирования клеточного генома. Метилирование, начинающееся еще на ранних этапах внутриутробного развития, выключает у будущих мальчиков женские гены и наоборот.

Важно подчеркнуть, что метилирование не затрагивает саму последовательность «букв» генетического кода.

Стволовые клетки

Кроветворение является прекрасной моделью определения судьбы клеток (cell-fate), в ходе которого «мультипотентные» предшественники развиваются, давая клетки миелоидного и лимфоидного ростков, различие которых определяется метилированием. Ученые определили состояние более 4,5 млн. сайтов метилирования ДНК стволовых клеток костного мозга.

При этом выяснилось, что наибольшая степень «метильной» пластичности характерна именно для клеток указанных двух ростков. Однако при этом миелоидный путь развития связан с менее глобальным метилированием ДНК клеток-предшественников. Сдвиг в сторону образования миелоидных клеток наблюдался и при действии ингибиторов фермента метилтрансферазы, который и переносит метильные группы на ДНК.

Варьирование степени метилирования позволило выявить неизвестные гены, активность которых важна для развития миелоидных и лимфоидных клеток.

Известно, что для активности специфических генов необходимы так называемые транскрипционные факторы (ТФ), или белки, которые включают транскрипцию генов. Выбор направления развития клеток связан с метилированием и, следовательно, «замалчиванием» генов, ответственных за синтез тех или иных ТФ.

Ученые подчеркивают, что само метилирование является весьма динамичным процессом. Это позволяет модулировать активность разных участков генома, например при тех же кровопотерях или разного рода иммунодефицитах.

Для характеристики процессов, протекающих на уровне генома, они даже использовали слово reset (перезагрузка).

Метильное картирование генома

Метильное картирование генома позволит со временем активно влиять на развитие стволовых клеток, что крайне важно для ускорения получения необходимой клеточной массы, применяемой в терапевтических целях. Результаты подобных работ важны также и для понимания механизмов, ведущих к развитию лейкозов, врожденных и приобретенных иммунодефицитов, а также лечения аутоиммунных расстройств.

Не будем забывать, что кроветворение представляет собой удобную модель изучения. Но понимание геномных механизмов позволит также расширить область изучения процессов развития стволовых клеток в других тканях.