06.09.2010 Группа ученых Университета Джорджии (University of Georgia – UGA) впервые показала, что ген Myc может оказаться гораздо более важным для развития и сохранения стволовых клеток, чем представлялось ранее. Myc традиционно считался геном, вызывающим рак, или онкогеном, но последние исследования установили его важную роль в биологии стволовых клеток. Открытие имеет большое значение для понимания как процессов развития, так и принципов использования стволовых клеток в терапевтических целях.

Стволовые клетки можно сравнить со стволом древа жизни. Присутствуя в организмах всех многоклеточных животных, они могут превращаться в огромное количество других типов клеток, например, в клетки почек, мозга, сердца или кожи. Один из их классов, плюрипотентные стволовые клетки, обладает способностью дифференцироваться практически в любой тип клеток организма, что делает его центром внимания ученых, работающих в таких областях, как клеточная терапия, борьба с возрастными заболеваниями и даже регенерация недостающих частей тела.

Группа ученых Университета Джорджии (University of Georgia – UGA) впервые показала, что ген Myc может оказаться гораздо более важным для развития и сохранения стволовых клеток, чем представлялось ранее. Myc традиционно считался геном, вызывающим рак, или онкогеном, но последние исследования установили его важную роль в биологии стволовых клеток. Открытие имеет большое значение для понимания как процессов развития, так и принципов использования стволовых клеток в терапевтических целях.

Исследование опубликовано в журнале Cell Stem Cell.

«Новое исследование выявило действительно неожиданную роль гена Myc», - говорит его руководитель Стивен Далтон (Stephen Dalton). «Наша работа представляет собой первое механистическое описание того, каким образом Myc регулирует состояние плюрипотентных стволовых клеток».

В предыдущей работе Далтон и его коллеги уже доказали, что Myc важен для сохранения стволовых клеток и что он оказывает влияние на широко распространенные изменения в экспрессии генов. Эта последняя функция имеет решающее значение при дифференциации стволовых клеток в более специализированные клеточные типы. В новом исследовании группа Далтона показала, что Myc поддерживает важное состояние плюрипотентности клеток, подавляя «главный регулятор» - ген, называемый GATA6.

«Плюрипотентность является неотъемлемым свойством клетки создавать все типы клеток, от эмбриона до взрослого организма», - говорит Далтон. «Это чрезвычайно важный биологический процесс, и знания о том, как он регулируется, необходимы не только с точки зрения понимания основ развития, но и с точки зрения того, что мы сможем использовать потенциал стволовых клеток для разработки методов лечения различных заболеваний, включая диабет, сердечно-сосудистые и целый ряд неврологических болезней. Мы надеемся использовать информацию, связанную с глубоким пониманием процессов раннего развития, для того, чтобы заставить плюрипотентные стволовые клетки дифференцироваться в полезный с терапевтической точки зрения клеточный тип. Такие клетки могут затем быть использованы в клиниках для лечения дегенеративных заболеваний и острых травм».

Открытие подавления геном Myc гена GATA6 стало большой неожиданностью для команды Далтона и показало, что с точки зрения того, что Myc делает в стволовых клетках, ученые до сих пор видели только верхушку «молекулярного айсберга». Вполне возможно, что более глубокое понимание роли Myc изменит современные представления об основах биологии стволовых клеток.

Новая работа Далтона снимает неопределенность вокруг вопроса о том, как Myc поддерживает плюрипотентность стволовых клеток, исходя из активности в клетках обеих его форм – c-Myc и N-Myc. Далтон установил, что для поддержания состояния плюрипотентности достаточно либо с-Myc, либо N-Myc, но отсутствие обеих форм выступает триггером дифференциации плюрипотентных стволовых клеток. Таким образом, Myc действует в качестве тормоза, сдерживающего дифференциацию. Если «тормоз» дифференциации снят, клетки теряют свои свойства стволовых и потенциально могут стать любым из более чем ста различных типов.

В настоящее время ученые получают плюрипотентные стволовые клетки из клеток кожи фибробластов и даже из образцов крови. (Фибробласты – распространенные клетки соединительных тканей, которые, наряду с другими функциями, играют важную роль в заживлении ран). Превращение зрелых фибробластов или клеток крови обратно в плюрипотентные стволовые клетки называется «перепрограммированием». Myc играет важнейшую роль и в этом процессе. Возможность получать стволовые клетки из клеток кожи или крови пациента совершает революцию в медицине, так как открывает путь к стволовым клеткам, специфичным для конкретного пациента, что позволяет избежать проблем, связанных с иммунным отторжением, говорит Далтон.

«В процессе перепрограммирования клеток Myc подавляет гены, связанные с дифференцированным состоянием и подготавливает их к экспрессии генов стволовых клеток», - говорит он. «Мы предполагаем, что на ранней стадии перепрограммирования Myc необходим для изменения клеточного цикла, что дает стволовым клеткам возможность делиться в течение длительных периодов времени не старея. Это очень похоже на то, что Myc делает в раковых клетках».

Существует интригующая взаимосвязь между нормальными стволовыми клетками и клетками рака. Так как Myc важен и для сохранения стволовых клеток, и для развития рака, плюрипотентные стволовые клетки представляют собой хорошую модель для ученых-онкологов. Считается, что рак начинается с неконтролируемых стволовых клеток, обнаруженных в различных тканях, что подчеркивает связь между биологией стволовых клеток, раком и геном Myc.

«Это, несомненно, станет одной из основных областей исследований на многие годы вперед», - считает Далтон.