Сэнь Чаньдань (Chandan Sen), Джеймс Ли (L. James Lee) из Университета штата Огайо, США, и их коллеги разработали своего рода генетический коктейль, который превращает клетки кожи в клетки эндотелия — главного компонента кровеносных сосудов. У подопытных мышей удалось сформировать новые кровеносные сосуды и восстановить кровоток, и по мнению ученых, технология безопасна и для человека. Подробно о технологии нанотрансфекции тканей исследователи рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology.
Возможность видоизменения, или «перепрограммирования» клеток дает надежду на регенерацию поврежденных конечностей и органов. Однако сегодняшние методы рискованны или неэффективны, поэтому испытываются только на лабораторных животных. Для перепрограммирования клеток в них обычно вводят смеси ДНК, РНК и белков. В качестве носителей этих смесей популярнее всего вирусы, хотя они могут инфицировать не те клетки, на которые нацелены, и тем вызывать иммунные реакции и даже сделать клетки канцерогенными.
Одна из возможных альтернатив — объемная электропорация: воздействие на клетки электрическим полем, создающим в их мембранах отверстия, через которые в клетку могут поступать генетические материалы и белки. Однако этот метод может даже убивать клетки, а в нужный тип превращается лишь малая доля клеток.
В методе нанотрансфекции тканей используется кристалл, содержащий систему микроскопических каналов, которые воздействуют электрическим полем на отдельные клетки. Важно, что воздействию подвергается только малый участок поверхности клетки, фактически создается микроскопическое отверстие и ДНК вводится прямо в клетку. Исследователи использовали технологию для восстановления поврежденных лапок мышей — они были повреждены в результате рассечения артерии, из-за чего прекратилось кровоснабжение тканей. Предложенный метод помог сформировать новые кровеносные сосуды и этим восстановить кровоток, после чего через три недели лапки полностью излечились.
Более того, оказалось, что преобразованные клетки выделяют репрограммирующие материалы во внеклеточные везикулы, нацеленные на более глубокие ткани. Введение мышам таких везикул, взятых из кожи других обработанных мышей, оказалось не менее эффективным, чем использование кристалла. Кроме того, исследователи преобразовали клетки кожи мыши в нейроноподобные и вводили последние в мозги мышей, поврежденные ударом. Это улучшало ментальную функцию мышей.
Теперь вопрос в том, что покажут испытания на людях, которые предполагается начать в конце 2018 года, с одной стороны, и, с другой, получится ли заставить внеклеточные везикулы преобразовывать только определенные клетки.
