Эмбриональные стволовые клетки млекопитающих обладают способностью к неограниченному росту, сохраняя при этом свойство плюрипотентности, то есть способность дифференцироваться в клетки всех трех зародышевых листков. Важной особенностью этих клеток является то, что они могут быть использованы для лечения многих тяжелых заболеваний. Однако связанные с использованием эмбрионов этические вопросы и проблемы отторжения трансплантированных тканей препятствуют применению эмбриональных стволовых клеток в клинике. Один из вариантов решения этой проблемы предполагает получение плюрипотентных клеток из собственных клеток организма больного [1] и их дальнейшее использование для лечения разных заболеваний, включая стоматологические.
Определение понятия плюрипотентности
Стволовые клетки имеют два ключевых признака:
— самообновление — способность сохранять неизменный фенотип после деления без дифференцировки;
— потентность (дифференцировочный потенциал) — способность давать потомство в виде определенного количества специализированных типов клеток.
Стволовые клетки могут быть получены из эмбриональных и постнатальных тканей организма и классифицируются в соответствии с их потентностью [1].
Выделяют следующие типы стволовых клеток:
— тотипотентные стволовые клетки — зигота и бластомеры (способны к образованию всех эмбриональных и неэмбриональных тканей организма);
— плюрипотентные стволовые (ПС) клетки — эмбриональные стволовые клетки (способны к формированию всех тканей организма, но их вклад в развитие неэмбриональных тканей весьма ограничен);
— мультипотентные стволовые клетки — например, гемопоэтические стволовые клетки (способны к формированию зрелых клеток определенных типов);
— унипотентные стволовые клетки — например, сперматогонии (формируют единственный тип клеток — сперматозоиды).
Таким образом, ПС клетки можно определить как самообновляющиеся и способные к формированию тканей всех трех зародышевых лепестков — эктодермы, мезодермы и эндодермы.
ПС клетки могут быть получены из различных источников, например, из внутренней клеточной массы бластоцисты мыши [2, 3], эмбрионов приматов и человека [4, 5]. Важно отметить, что ПС клетки могут быть выделены на различных стадиях развития эмбриона, включая постимплантационный эпибласт [6, 7]. Кроме выделения, возможно также получение ПС клеток в результате перепрограммирования соматических клеток путем экспрессии определенного набора факторов транскрипции [8].
Молекулярные механизмы плюрипотентности
ПС клетки характеризуются молекулярными механизмами, которые обеспечивают, с одной стороны, процесс самообновления клеток и подавление их дифференцировки, а с другой — плюрипотентность, т. е. высокий дифференцировочный потенциал клеток с возможностью дифференцировки во все типы клеток организма. Хотя эти молекулярные механизмы, посредством которых поддерживается плюрипотентный статус, исследованы недостаточно, на сегодняшний день существуют следующие две модели плюрипотентности.
В 2000-х годах интенсивные исследования феномена плюрипотентности привели к выявлению трех генов (Oct4, Sox2 и Nanog), каждый из которых кодирует фактор транскрипции и является необходимым для поддержания состояния плюрипотентности (для обзора см. [9, 10]). Показано, что одновременная экспрессия этих генов наблюдается только в плюрипотентных клетках (эмбриональных и индуцированных) и нокаут любого из них приводит к дифференцировке клеток in vitro или нарушениям развития эмбриона мыши in vivo. В геноме мыши выявлены также несколько сотен случаев колокализации связывающих мест этих генов, указывая на то, что эти гены функционируют как единая система [11]. Интересно отметить, что эта система генов функционирует в режиме ауторегуляции, так как все три протеина связываются с промоуторами друг друга [12].
Эти данные послужили предпосылками для создания первой модели плюрипотентности, лучше всего описанной Y. Silva и A. Smith в 2008 г.: «Состояние плюрипотентности может рассматриваться как битва факторов транскрипции, в которой Oct4, Sox2 и Nanog доминируют и стойко подавляют функциональную экспрессию и активность факторов-спецификаторов клеточных линий» [13]. Спецификаторы — гены, определяющие направление дифференцировки клеток.
Однако, если это утверждение верно, т. е. если связанные с плюрипотентностью гены действительно подавляют дифференцировку клеток путем ингибирования экспрессии спецификаторов клеточных линий, как же в таком случае все-таки происходит дифференцировка эмбриональных стволовых клеток, особенно, если учесть ауторегуляторную природу системы генов Oct4, Sox2 и Nanog? Более того, эта модель также предполагает, что повышенная экспрессия генов плюрипотентности должна приводить к устойчивости клеток к дифференцировке, что далеко не так. Действительно, было показано, что Oct4 и Sox2 являются классическими спецификаторами клеточных линий мезодермы и эктодермы соответственно [14, 15], a повышенная экспрессия Nanog ведет к эндодермальной дифференцировке [16]. Учитывая эти противоречивые факты, была предложена альтернативная модель плюрипотентности.
Эта альтернативная модель утверждает, что связанные с плюрипотентностью гены действуют как классические спецификаторы клеточных линий, которые, с одной стороны, активируют дифференцировку связанных с ними клеточных линий, а с другой — ингибируют дифференцировку не связанных с ними линий клеток [9]. Следовательно, более точно плюрипотентность может быть определена как «шаткое равновесие» между многочисленными факторами транскрипции с противоположными эффектами. Дальнейшие исследования по перепрограммированию соматических клеток в плюрипотентные подтвердили этот вывод.
В частности, показано, что при помощи различных спецификаторов клеточных линий можно перепрограммировать соматические клетки в плюрипотентные без использования классических факторов плюрипотентности, что служит прямым доказательством предположения, что именно общий баланс спецификаторов различных линий клеток является сутью плюрипотентности, а не просто подавление дифференцировки генами, связанными с плюрипотентностью [17].
Тесты на плюрипотентность
Существует целый ряд тестов для выявления потенциала развития ПС клеток [1], важнейшими среди которых являются дифференцировка in vitro и формирование тератомы. Рассмотрим эти тесты более подробно.
Дифференцировка in vitro
Этот тест проверяет способность ПС клеток дифференцировать в ткани все трех зародышевых листков — эктодермы, мезодермы и эндодермы. При проведении этого теста среда культивирования ПС клеток заменяется на коктейль запускающих дифференцировку клеток химических веществ, и все маркеры получающихся специфических видов клеток тщательно фиксируются.
Образование тератом
Этот тест оценивает спонтанную генерацию дифференцированных тканей, напоминающих нормальные производные трех зародышевых листков, в результате инъекции ПС клеток иммунодефицитным мышам, например, подкожно. Такая инъекция приводит к образованию тератомы — опухоли, в которой определяются молекулярные маркеры различных дифференцированных тканей — производных трех зародышевых листков. Важно отметить, что гистологический анализ тератомы не является ни количественным, ни полным, т. е. не позволяет обнаружить все возможные типы клеток. Более того, инъекция ПС клеток вместе с носителем может привести к развитию воспалительной реакции, которая может быть ошибочно принята за дифференцировку тканей, поэтому необходимо использование специальных маркеров для идентификации клеток тератомы и организма-реципиента.
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки
Индуцированные плюрипотентные стволовые (иПС) клетки представляют собой особый тип плюрипотентных клеток, который получается в результате перепрограммирования взрослых соматических клеток. Впервые иПС клетки были получены в 2006 г. путем одновременного введения четырех экзогенных генов — Oct¾, Sox2, Klf4 и c-MYC (OSKM) — в фибробласты мыши [8, 18]. Человеческие иПС клетки были впервые получены в 2007 г. тем же методом из фибробластов [19]. Также в 2007 г. было показано, что человеческие иПС клетки можно получить из фибробластов с использованием другой комбинации факторов — Oct¾, Sox2, Nanog и Lin28 [20]. С тех пор иПС клетки, благодаря их способности дифференцироваться в любые типы клеток, рассматриваются как наиболее перспективный источник клеток для регенеративной медицины [21].
иПС клетки, полученные из эмбриональных фибробластов мыши
Научные предпосылки метода
В 2012 г. С. Яманака вместе с сэром Дж. Гердоном получил Нобелевскую премию «за открытие того факта, что зрелые клетки могут быть перепрограммированы в плюрипотентные». Научными предпосылками разработанного метода послужили два экспериментальных наблюдения:
— соматические клетки могут быть перепрограммированы в тотипотентные путем переноса их ядра в денуклеатизированную неоплодотворенную яйцеклетку [22];
— соматические клетки могут быть перепрограммированы в плюрипотентные путем гибридизации (слияния) с эмбриональными стволовыми клетками [23, 24].
Главный вывод, который следует из этих экспериментальных фактов, заключается в том, что неоплодотворенная яйцеклетка и эмбриональные стволовые клетки содержат некоторые факторы, которые могут вызвать тоти- или плюрипотентность в соматических клетках. Основываясь на этом выводе, C. Яманака с коллегами предложили гипотезу, согласно которой те факторы, которые поддерживают идентичность (фенотип) эмбриональных стволовых клеток, могут также играть центральную роль в перепрограммировании соматических клеток в плюрипотентные.
По результатам анализа данных литературы, 24 гена были выбраны в качестве кандидатов на роль факторов, вызывающих плюрипотентность в соматических клетках. Каждый из этих 24 генов встраивался в геном эмбриональных фибробластов мыши (МЭФ) при помощи ретровирусной трансдукции. Результаты этих экспериментов продемонстрировали, что состояние плюрипотентности может быть индуцировано у МЭФ путем трансдукции генов 4 факторов транскрипции — Oct¾, Sox2, c-Myc и Klf4 (иПС-МЭФ4).
Экспериментальные доказательства индуцированной плюрипотентности
Плюрипотентность полученных иПС-МЭФ4 клеток исследовалась путем гистологического анализа образующихся тератом в результате подкожной инъекции иПС-МЭФ4 клеток иммунодефицитным («голым») мышам. Гистологический анализ новообразований выявил, что некоторые клоны успешно дифференцировали в ткани всех трех зародышевых листков, включая нервную, хрящевую ткани и столбчатый эпителий. Это означает, что большинство, хотя и не все, иПС-МЭФ4 клеток обладало истинной плюрипотентностью.
Кроме способности к формированию тератом, была исследована дифференцировка полученных иПС-МЭФ4 клеток in vitro. Результаты этих исследований показали, что в непокрытых культуральных чашках иПС-МЭФ4 клетки формируют эмбриоидные тельца (ЭТ), которые прикрепляются ко дну чашки и начинают дифференцироваться. Спустя три дня процедура иммуноокрашивания выявила наличие клеток, позитивных на α-гладкомышечный актин (маркер мезодермы), α-фетопротеин (маркер эндодермы) и βIII-тубулин (маркер эктодермы).
Эти данные подтверждают плюрипотентность иПС-МЭФ4 клеток in vivo и in vitro.
иПС клетки, полученные из фибробластов человека
Экспериментальный дизайн
Впервые перепрограммирование человеческих дифференцированных фибробластов (ЧДФ) с целью получения иПС было проведено С. Яманакой и соавт. в 2007 г. [19]. Плюрипотентность во взрослых ЧДФ была индуцирована путем трансдукции генов человеческих факторов Oct¾, Sox2, Klf4 и c-Myc в ЧДФ при помощи экотропных ретровирусов. Эти клетки будут обозначаться как человеческие иПС.
Экспериментальные доказательства индуцированной плюрипотентности
Плюрипотентность полученных человеческих иПС клеток исследовалась путем определения их дифференцировочного потенциала in vitro. Для этого использовались плавающие в среде ЭТ [25]. Через 8 дней культивирования плавающей в среде культуры человеческие иПС клетки сформировали шарообразные структуры. Эти структуры были помещены в чашки, покрытые желатином, и культивирование продолжалось еще в течение 8 дней. Прикрепленные клетки продемонстрировали различные типы морфологии, похожие на нейрональные клетки и эпителиальные клетки. Иммуноцитохимия выявила клетки, позитивные на α-фетопротеин (маркер эндодермы), виментин (мезодерма и наружная эндодерма), α-гладкомышечный актин (мезодерма), десмин (мезодерма), βIII-тубулин (эктодерма), глиальный фибриллярный кислый белок (эктодерма).
Далее было протестировано, может ли быть вызвана направленная дифференцировка человеческих иПС клеток с использованием методов, применяющихся для направленной дифференцировки человеческих эмбриональных стволовых клеток. В частности, человеческие иПС клетки культивировались на фидерном слое в условиях дифференцировки нервных клеток в течение 2 нед [26]. Фидерные клетки — это обработанные антимитогеном (митомицином С) или облученные УФ-светом клетки, не способные делиться, но сохранившие способность к метаболизму, которые продуцируют в культуральную среду метаболиты и ростовые факторы, необходимые для поддержания роста культивируемых клеток. Полученные данные показали, что человеческие иПС клетки могут дифференцироваться в нервные клетки. Затем была исследована направленная сердечная дифференцировка человеческих иПС клеток с использованием активина, А и костного морфогенетического протеина [27]. Спустя 12 дней после индукции дифференцировки группы клеток начали ритмично сокращаться. Таким образом, было подтверждено, что человеческие иПС клетки могут дифференцироваться в кардиомиоциты in vitro.
Для подтверждения плюрипотентности in vivo человеческие иПС клетки были трансплантированы подкожно иммунодефицитным мышам. Через 9 нед после инъекции наблюдалось формирование опухоли. Гистологическое исследование подтвердило, что эта опухоль содержит различные ткани, включая эпителиальные ткани, подобные эпителию кишечника (эндодерма), поперечнополосатую мышцу (мезодерма), хрящ (мезодерма), нервные ткани (эктодерма) и кератинсодержащие эпидермальные ткани (эктодерма).
Таким образом, было доказано, что человеческие иПС клетки могут быть получены из ЧДФ путем ретровирусной трансдукции тех же самых генов факторов транскрипции, а именно, Oct¾, Sox2, Klf4 и c-Myc, которые использовались для получения иПС клеток у мышей.
Стоматологическое использование иПС клеток
иПС клетки, полученные из тканей зуба. Преимущества и недостатки использования иПС клеток, полученных из тканей зуба
С момента открытия иПС клеток в 2006 г., эти клетки рассматриваются как чрезвычайно перспективные с точки зрения их использования в области регенеративной медицины, так как, благодаря плюрипотентности, они могут дифференцироваться в клетки любого типа, которые, в свою очередь, могут быть использованы для замещения поврежденных или больных тканей или органов [28].
Несмотря на то что иПС клетки могут быть получены из ряда взрослых дифференцированных тканей, ткани зуба представляют собой весьма привлекательный источник исходных клеток по нескольким причинам [29]:
— во-первых, клетки тканей зуба относительно доступны минимально инвазивным способом — клетки слизистой оболочки ротовой полости или ткани десен могут быть легко получены при помощи мазка, а молочные зубы и зубы «мудрости», которые тоже могут быть источником исходных клеток, вообще рассматриваются как биомедицинские отходы;
— во-вторых, благодаря своему эктомезенхимальному происхождению, клетки зубных тканей рассматриваются как перспективный источник исходных клеток для регенерации нервной и сосудистой тканей [30—32];
— в-третьих, если говорить об использовании иПС клеток собственно в стоматологии, клетки тканей зуба могут иметь еще одно важное преимущество — они могут сохранять эпигенетическую память об исходной ткани, из которой они получены, и, таким образом, их способность к дифференцировке в исходную и/или другие ткани зуба может быть повышена, однако, отметим, что однозначного ответа на этот вопрос нет [33];
— в-четвертых, показано, что эффективность перепрограммирования клеток зубных тканей в иПС клетки, по-видимому, повышена по сравнению с фибробластами человека [34—36];
— в-пятых, было показано, что, в отличие от фибробластов человека, клетки зубных тканей могут быть перепрограммированы в иПС клетки быстрее и в отсутствие фидерного слоя [37]).
Впервые иПС клетки были получены из клеток тканей зуба — стволовых клеток выпавших молочных зубов, стволовых клеток апикальных сосочков (СКАС) и стволовых клеток пульпы зуба (СКПЗ) — в 2010 г. при помощи факторов Яманаки, а также при помощи другой комбинации факторов (Lin28, Nanog, Oct4, Sox2) [34]. С тех пор многие клетки зубных тканей были успешно перепрограммированы в иПС клетки [33].
Здесь важно отметить, что, помимо преимуществ использования клеток зубных тканей для получения иПС клеток, есть и существенные проблемы, которые, впрочем, являются общими для иПС клеток любого происхождения:
— геномная нестабильность и склонность к формированию опухолей [38—41];
— стандартные риски, связанные с использованием в современных протоколах получения иПС клеток продуктов животного происхождения [42].
Учитывая эти факторы, эволюция технологии получения иПС клеток идет в направлении разработки эффективных «integration-free» методов репрограммирования клеток и «xeno-free» методов культивирования клеток [18]. Кроме того, риск развития опухолей может быть существенно снижен, если использовать иПС клетки, предварительно дифференцированные во взрослые клетки или тканеспецифические прогениторные клетки (клетки-предшественницы) [43].
Использование иПС клеток, полученных из тканей зуба
Для получения иПС клеток из тканей зуба чаще всего используются СКПЗ (СКПЗ-иПС). Показано, что СКПЗ-иПС клетки могут успешно дифференцироваться в нейроноподобные клетки, которые напоминают нейроны морфологически и функционально и могут использоваться для регенерации нервной ткани.
В частности, СКПЗ-иПС клетки были протестированы на наличие нейрогенного потенциала [34]. В ходе этого тестирования изучалась дифференцировка ЭТ in vitro. В условиях культивирования в нейрогенной дифференцировочной среде клетки ЭТ приобретали характерную нейроноподобную форму с удлиненными отростками и демонстрировали позитивное окрашивание на маркер нейрональных прогениторных клеток Tuj1. В еще одной работе также исследовали индуцированную средой дифференцировку ЭТ, сформированных из СКПЗ-иПС клеток, в нейроноподобные клетки in vitro [44]. Через 4 нед после индукции дифференцировки сформировавшиеся из СКПЗ-иПС клеток нейроны были объединены в обширные сети и демонстрировали позитивное окрашивание на Нестин и зрелый нейрональный маркер MAP2.
Важно отметить, что нейрогенным потенциалом обладают не только СКПЗ-иПС клетки, но и иПС клетки, полученные из СКАС (СКАС-иПС) [45, 46]. В частности, в ходе стандартного исследования in vitro дифференцировки ЭТ, сформировавшихся из СКАС-иПС клеток, обнаружено, что через 8 дней после начала культивирования в нейрогенной дифференцировочной среде клетки показали положительное окрашивание на нейрональные маркеры Tuj1, Нестин и средние цепи нейрофиламентов [46].
Помимо нейронов, СКПЗ-иПС могут дифференцировать в прогениторы эндотелиальных клеток (ПЭК) [30]. В условиях культивирования в обычной дифференцировочной среде СКПЗ-иПС показали более высокую эффективность дифференцировки в ПЭК, чем иПС клетки, полученные из фибробластов. Ангиогенный потенциал ПЭК, полученных в результате дифференцировки СКПЗ-иПС клеток, исследовали in vivo на иммунодефицитных мышах с использованием подкожных матригелевых имплантатов. Терапевтический эффект этих клеток был подтвержден на мышиных моделях ишемии задних конечностей (внутримышечная инъекция ПЭК) и острого инфаркта миокарда (ПЭК вводились в три места вокруг района окклюзии) [30]. По результатам этого исследования был сделан вывод о том, что СКПЗ-иПС клетки имеют значительный потенциал использования в терапии, основанной на применении ПЭК.
Регенерация периодонта с использованием иПС клеток
Потенциальное использование иПС клеток для регенерации периодонта интенсивно исследуется [47]. В частности, в работе Х. Duan и соавт. [48] оценивался эффект действия человеческих иПС клеток, полученных из фибробластов, на регенерацию периодонта. В ходе исследования производилась имплантация иПС клеток в хирургически созданный периодонтальный фенестрационный дефект, что приводило к значительно большему формированию альвеолярной кости, цемента и регенерации периодонта у мышей, получавших иПС клетки вместе с шелковым носителем и производными эмалевого матрикса, по сравнению с контрольными животными, получавшим или шелковый носитель и производные эмалевого матрикса, или один шелковый носитель. Эта работа впервые установила способность иПС клеток участвовать в восстановлении периодонта.
Регенерация зуба с использованием иПС клеток
Способность иПС клеток дифференцироваться в клетки, которые можно было бы использовать для регенерации целого зуба, была исследована в нескольких работах [49—52].
Как известно, полнофункциональный зуб может быть сформирован из диссоциированных клеток зародыша зуба. Несколько групп исследователей показали, что можно получить биологический зуб, сходный по внешнему виду с натуральным, в результате рекомбинации типа ткань-клетка или клетка-клетка с использованием клеток эмбрионального зародыша зуба [53—55]. Кроме того, классические рекомбинационные исследования показали, что в зависимости от эмбриональной стадии, сначала зубной эпителий, а затем зубная мезенхима имеют одонтогенный индуктивный потенциал [56]. Также с использованием рекомбинационных протоколов типа ткань-клетка было показано, что стволовые клетки даже не из тканей зуба, такие как эмбриональные стволовые клетки, нейрональные стволовые клетки и стволовые клетки костного мозга, чувствительны к индуктивным сигналам эмбрионального дентального эпителия [57].
Чтобы исследовать, могут ли эмбриональные мезенхимальные клетки зародыша зуба вызвать дифференцировку иПС клеток мыши в дентальные эпителиальные клетки, мышиные иПС клетки были соединены с эмбриональной мезенхимой на эмбриональный день (ЭД) 14.5 и трансплантированы вместе с коллагеновым носителем под почечную капсулу иммунодефицитных мышей [49]. Через 4 нед после трансплантации в тератомах, сформировавшихся из иПС клеток, обнаружены структуры, похожие на зародыш зуба, а сами иПС клетки экспрессировали маркер амелобластов амелогенин, свидетельствуя о том, что иПС клетки дифференцировались в амелобласты. К сожалению, результаты имели плохую воспроизводимость (<10%) и число структур, подобных зародышу зуба, было очень маленьким (<2 на тератому). Из этого следует, что, скорее всего, более специфические экзогенные сигналы нужны для того, чтобы недифференцированные иПС клетки приобрели одонтогенные характеристики.
Еще одна стратегия регенерации зуба основывается на следующих предпосылках. Морфогенез зуба контролируется реципрокными взаимодействиями между дентальными мезенхимальными клетками, происходящими из клеток нервного гребня, и дентальными эпителиальными клетками, происходящими из клеток эктодермального эпителия [58, 59]. На основании этих данных было высказано предположение, что эмбриональные эктодермальные эпителиальные клетки и клетки нервного гребня, дифференцированные из иПС клеток, могут быть оптимальным источником клеток для регенерации цельного зуба [50] (см. рисунок).
В ходе исследования иПС клетки, полученные из МЭФ, были эффективно дифференцированы в клетки, подобные клеткам нервного гребня (ПКНГ) и экспрессирующие несколько характерных маркеров. Когда эти ПКНГ клетки поместили в кондиционную среду, полученную в результате культивирования дентальных эпителиальных клеток линии HAT-7, экспрессия протеина-прекурсора костного сиалопротеина повысилась. Рекомбинантная культура между ПКНГ клетками и эмбриональными дентальными эпителиальными клетками на ЭД14.5 в коллагеновом геле показала, что ПКНГ клетки экспрессировали маркер одонтобластов костный сиалопротеин. Более того, после трансплантации под почечную капсулу иммунодефицитных мышей рекомбинант демонстрировал кальцифицированные структуры, подобные зародышу зуба, с костью, что свидетельствует о том, что ПКНГ клетки, полученные из иПС клеток, обладают способностью дифференцироваться в одонтобласты в результате реципрокного взаимодействия с эмбриональным дентальным эпителием [49].
Исследования [49, 50] были продолжены и расширены в работе Y. Wen и соавт. [51]. В частности, они изучали потенциал иПС клеток для участия в регенерации зуба. Экспериментальная модель представляла собой реконструкцию зародыша зуба с использованием иПС клеток, полученных из МЭФ, смешанных с мышиными эмбриональными (ЭД14.5) мезенхимальными клетками и помещенных в непосредственный контакт с эмбриональными (ЭД14.5) эпителиальными клетками ротовой полости мыши в коллагеновой полусфере. Через 30 мин получившиеся зародыши зуба помещались в одонтогенную индуцирующую среду на 5 дней с целью воспроизвести микроокружение зародыша зуба и простимулировать взаимодействие между мезенхимальной и эпителиальной популяцией клеток. Затем рекомбинантный зародыш зуба имплантировали под почечную капсулу иммунодефицитных мышей и исследовали через 4 нед после имплантации. Гистоморфометрический и иммуногистохимический анализы показали, что реконструкция зародыша зуба приводила к формированию косте-, дентино- и пульпообразных структур, и подтвердил прямой вклад иПС клеток в регенерацию зуба.
Годом позже была исследована способность человеческих иПС клеток, полученных из клеток мочи, дифференцироваться в эпителиальные клетки и участвовать в формировании зубоподобных структур [52]. Сначала человеческие иПС клетки были дифференцированы в эпителиальные, которые затем в форме клеточных пластов культивировались in vitro в течение 2 дней поверх дентальной мезенхимы зародыша моляра мыши, выделенного на ЭД14.5. Сформировавшаяся рекомбинантная структура была имплантирована под почечную капсулу иммунодефицитных мышей и исследована через 3 нед. Полученные результаты продемонстрировали, что человеческие иПС клетки способны к формированию зубоподобных структур, содержащих зубную пульпу, дентин, эмаль и эмалевый орган.
Заключение
Несмотря на стремительный прогресс в исследовании иПС клеток, остается еще много вопросов, на которые нужно найти ответ, чтобы полностью реализовать потенциал иПС клеток в клинической практике. Главными препятствиями на пути клинического использования иПС клеток являются их геномная нестабильность и риски, связанные с использованием продуктов животного происхождения для получения иПС клеток. Настоящий обзор подтверждает перспективы использования иПС клеток и их производных в регенеративной медицине. Однако необходимы дальнейшие исследования эффективности и безопасности использования иПС клеток в клинических испытаниях.
Все авторы в равной степени принимали участие в подготовке материала.
Обзор подготовлен при поддержке Минздрава Р.Ф. (Государственное задание Минздрава Р.Ф. № 056−00139−16 от 2 февраля 2016 г., уникальный номер реестровой записи 110 401 000 000 000 000 071 021 02).