Японские ученые научились превращать клетки соединительной ткани мышей в клетки, почти идентичные альвеолярным эпителиальным клеткам второго типа (AT2), и сделали это без использования стволовых клеток.

Раньше на такое превращение уходило около месяца, а теперь — всего 7–10 дней.

Это открытие может помочь в лечении тяжелых болезней легких, таких как фиброз легких и ХОБЛ, против которых до сих пор нет эффективных методов терапии.

Результаты опубликованы в издании npj Regenerative Medicine.

AT2-клетки играют ключевую роль в работе легких: они производят сурфактант (вещество, которое не дает альвеолам слипаться) и восстанавливают поврежденные участки.

При тяжелых заболеваниях легких этих клеток становится меньше или они работают неправильно, поэтому их искусственное создание — большой шаг в регенеративной медицине.

Технология индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC), открытая в 2006 году, позволяла получать AT2-клетки за месяц, но этот метод дорогой и может вызывать опухоли или отторжение иммунитетом, — объясняет профессор Макото Исии из Университета Нагоя. — Мы пошли другим путем: перепрограммировали клетки напрямую. Это быстрее, дешевле и безопаснее.

Вместе с коллегами из Университета Кэйо команда Исии выбрала 14 генов, связанных с развитием легких, и методом проб выяснила, что комбинация четырех генов — Nkx2-1, Foxa1, Foxa2 и Gata6 — лучше всего превращает фибробласты в AT2-подобные клетки. Их назвали iPULs  (индуцированные легочные эпителиоподобные клетки).

Когда эти клетки пересадили мышам с фиброзом легких, они не только прижились, но и частично превратились в клетки первого типа (AT1), которые нужны для восстановления ткани.

Следующий шаг — попробовать эту технологию на человеческих клетках, — говорит Исии. — Если все получится, мы сможем лечить пациентов их же собственными перепрограммированными клетками.

Главный плюс этого метода — скорость и безопасность. Пока что все испытания проводились только на мышах, но если технология сработает на людях, она может:

• Сократить время лечения — вместо месяца ждать всего неделю.
• Уменьшить риски — нет стволовых клеток, значит, ниже шанс опухолей.
• Сделать терапию доступнее — прямой перепрограммирование дешевле, чем работа с iPSC.

Особенно важно это для пациентов с фиброзом легких, где AT2-клетки гибнут массово. Если научиться их заменять, можно затормозить болезнь или даже обратить ее вспять.

Пока что эффективность перепрограммирования низкая — только 4% клеток стали AT2-подобными. Для клинического применения нужно хотя бы 20–30%, иначе терапия будет малоэффективной. Кроме того, непонятно, как долго пересаженные клетки проживут в легких и не вызовут ли они неожиданных побочных эффектов.

Ранее ученые впервые пересадили пациенту стволовые клетки от умершего донора.