Індуковані плюрипотентні стовбурові клітини (ІПСК) являють собою тип стовбурових клітин, отриманих штучно в лабораторних умовах зі зрілих диференційованих клітин організму ссавців, зокрема людини. ІПСК отримують за допомогою штучного введення у клітину білків транскрипційних факторів або мікроРНК, внаслідок якого запускається програма перетворення клітини на недиференційовану стовбурову. Для індукування таких клітин зазвичай використовуються фібробласти шкіри. Отримані ІПСК диференціюються за допомогою інших транскрипційних факторів у різні типи клітин, зокрема нейрони та кардіоміоцити.
ІПСК використовують для дослідження клітин конкретної людини, які не можна отримати за допомогою біопсії, зокрема клітин мозку. Спеціальні методи культивування дозволяють досліджувати також складні багатоклітинні структури (органоїди), утворені з клітин, отриманих диференціацію ІПСК.
За відкриття способу отримання індукованих плюрипотентних стовбурових клітин японський біолог Сін'я Яманака отримав Нобелівську премію з фізіології або медицини в 2012 році.The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012 Яманака показав, що для отримання ІПСК достатньо лише 4 транскрипційні фактори, а саме OCT4, c-MYC, SOX2, KLF4.Будаш Г.В., Білько Н.М. Ембріональні та індуковані плюрипотентні стовбурові клітини та їх диференціювання у напрямку кардіоміоцитів в присутності ДМСО , Цитология и генетика, 2019, том 53, № 1, C. 41-50.
Історія У ранніх роботах індуковані плюрипотентні стовбурові клітини намагалися отримати шляхом злиття «дорослих» клітин з ембріональнними стовбуровими клітинами. У 2006 році було отримано iPS зі сперматогоніїв мишей та людей.
У 2006 році були розроблені методи репрограмування клітин шляхом введення в них генів, що кодують транскрипційні фактори, характерні для плюрипотентних клітин (насамперед генів транскрипційних факторів Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc і Nanog) за допомогою лентивірусів та інших векторів. Пізніше було показано, що репрограмування може відбуватися при тимчасовій експресії зазначених генів без їх інтеграції в геном. Репрограмування клітин з метою перетворення їх на iPS було визнано журналом Science головним науковим проривом 2008 року.
У 2009 році було опубліковано роботу, в якій за допомогою методу тетраплоїдної комплементації вперше було показано, що iPS можуть давати повноцінний організм, у тому числі й клітини зародкового шляху. iPS, отримані з фібробластів шкіри мишей за допомогою трансформації з використанням ретровірусного вектора, у деякому відсотку випадків дали здорових дорослих мишей, які були здатні нормально розмножуватися. Таким чином, вперше було отримано клонованих тварин без домішки генетичного матеріалу яйцеклітин (при стандартній процедурі клонування мітохондріальна ДНК передається потомству від яйцеклітини реципієнта). У 2012 році за розробку технології клонування та генетичного репрограмування Нобелівську премію з фізіології та медицини було вручено Джону Гердону (Англія) та Сінья Яманака (Японія). А у 2014 році професори М. Такахасі та С. Яманака вперше зробили трансплантацію пігментного епітелію сітківки ока, отриманого з iPS клітин пацієнтці з віковою дегенерацією сітківки.
У Японії є державна програма, яка передбачає, щоб у майбутньому у 100 % населення були банки IPS клітин.
Див. також
Регенеративна медицина Омолодження Клітинна інженерія Тканинна інженерія Друк органів
Примітки
Посилання Що таке стовбурові клітини? The Niche: Knoepfler lab stem cell blog