Разработан метод капитального ремонта живых клеток

Бакуловирусы с ген-редактором (CRISPR) и намагниченными наночастицами в головке вируса. К поверхности больных клеток (в желтом поле) вирусы подводят с помощью внешнего магнитного поля (Magnetic activation). Иллюстрация Physorg

Сегодня мы знаем, что желток не такое уж безжизненное формирование, имеющее помимо жиров и белков также… стволовые клетки! Можно в связи с этим вспомнить нескончаемые споры о том, как зачиналась жизнь и являются ли живыми вирусы. Последние, как известно, своего обмена веществ не имеют, но «впрыскивают» в клетку вполне жизнеспособные ферменты, которые форматируют клеточные процессы соответственно своим нуждам.

Пограничные «серые» зоны научного фронтира всегда влекли искренне заблуждающихся. Достаточно вспомнить немецкого патологоанатома и гистолога Рудольфа Вирхова (1821–1902), «поправившего» своего соотечественника, психиатра и невролога Алоиса Альцгеймера (1864–1915), заявив, что открытые последним бляшки представляют собой «крахмал» (амилоид). Эти бляшки, представляющие собой нейротоксические отложения мутантного белка, до сих пор называют амилоидными.

Но подобного рода ошибки лишний раз подчеркивают уровень развития ученых, впервые получивших в свое распоряжение полноценный оптический микроскоп. Современная техника научных исследований позволяет получать просто фантастические результаты.

Журнал Nature рассказал об автоматизированной технологии получения искусственных клеток, представляющих собой липосферы (двуслойные мембраны, состоящие из сложных органических молекул). В эти оболочки интегрированы ферменты. Полученные таким образом в Дельфтском университете науки и технологии структуры, способны не только к росту, но и к делению, имитируя «поведение» настоящих клеток.

Такие конструкты очень важны для изучения естественных и патологических процессов в клетках, поскольку благодаря им удешевляется  процесс исследования и разработки новых лекарств. С помощью клеточных липосфер можно отрабатывать точность применения генетического редактирования. Оно использует нацеливающие фрагменты РНК и «неживые» ферменты, атакующие элементы ДНК. Так, в Центре изучения мозга Сайтамы (Япония) сумели с помощью редактирования исправить мутацию, блокирующую поступление в моторные нейроны ионов кальция. Сообщение об этом успехе появилось в журнале «Труды АН США» (PNAS).

Несколько дальше пошли сотрудники Университета Райса в Хьюстоне (США), которые использовали внешний магнит (магнитное поле) для управления так называемыми бакуловирусными частицами, которые имеют диаметр 60 нанометров (нм) и длину 200–300. Такой размер палочек-бакулей позволяет использовать их как переносчиков «букв» генетического кода, необходимых для «починки» или замены измененного гена (бакуловирусы были открыты у шелкопряда, поэтому в клетках человека они не размножаются). Снабжение палочек намагничивающимися железными опилками позволило ученым с помощью магнита подвести их к печени мыши, в клетках которой была осуществлена молекулярная операция.

В 2012 году Синья Яманака из Киотского университета был удостоен Нобелевской премии за создание метода индуцированных стволовых клеток (iPS), получаемых из фибробластов кожи взрослого человека. За три года до того в Киото получили первые дофаминовые клетки, гибель которых приводит к паркинсонизму. И вот недавно журнал Nature рассказал об успешной трансплантации 2,4 млн нейронов, полученных из iPS, 54-летнему мужчине, страдающему паркинсонизмом. Нейрохирургическая операция, длившаяся три часа, прошла без осложнений. Если не будет отдаленных последствий, то через полгода человеку подсадят еще 2,4 млн клеток.

В течение двух лет метод опробуют еще на шести больных, и если все пройдет хорошо, то в 2023 году терапию можно будет коммерциализировать. Это особенно актуально именно для Японии, население которой стареет, поэтому требуется внедрение радикальных клеточных терапий.