Стволовые клетки могут быть инициированы для превращения в клетки сердечной мышцы с помощью нового метода с участием синтетических молекул. Метод преодолевает проблемы, стоящие перед современными подходами, и может быть точно настроен для быстрого формирования различных типов клеток. Человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (hiPSCs) генерируются из взрослых клеток и могут быть запрограммированы на изменение в любой тип клеток в организме. Преобразование клеточного типа контролируется согласованной регуляцией сигнальных ключей и генов. Молекулы, которые включают и выключают эти разнообразные сигналы, участвующие в развитии органов, были использованы для управления судьбой hiPSCs. Но молекулы, способные непосредственно отключать нужные сигнальные гены, так и не были найдены. Имеющиеся в настоящее время протоколы предполагают внедрение чужеродного генетического материала, который может иметь риск для пациентов. Junichi Taniguchi и Ganesh Pandian Namasivayam в Kyoto University's Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) в Японии построили синтетические молекулы, способные распознавать и связывать специфические ДНК последовательности, участвующие в дифференциации hiPSCs в мезодерму, промежуточный тип клеток, которые могут стимулировать изменения в клетках сердечной мышцы. Когда синтетическая молекула, называемая PIP-S2, связывается со своей целевой последовательностью ДНК, она предотвращает связывание белка, называемого SOX2. SOX2 сильно выражен в hiPSCs и ответствен для содержания их в их "плюрипотентном" состоянии, а значить сдерживает их от преобразовывания в другие типы клетки. В исследовании PIP-S2 связан с ДНК, что приводит к превращению hiPSCs в мезодерму. Затем команда добавила в культуру клеток hiPSC еще одну сигнальную молекулу ингибитора, которая является известным драйвером для формирования клеток сердечной мышцы. Клетки сердечной мышцы, демонстрирующие способность сокращаться и втягиваться, формировались в течение 12 дней. "Насколько нам известно, эта работа сообщает о первой ДНК-связывающей синтетической молекуле, способной направлять дифференцировку hiPSCs в определенную клеточную линию", - пишет Hiroshi Sugiyama, главный исследователь работы, опубликованной в журнале Nucleic Acid Research. Эта стратегия может быть использована для разработки дополнительных синтетических молекул, которые нацелены на различные последовательности ДНК, побуждая hiPSCs развиваться в различные типы клеток, заключают исследователи.