Человеческие иммунные клетки в крови могут быть превращены в функциональные нейроны в лаборатории примерно за три недели, сообщают исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета (США) в журнале PNAS. Это расширяет возможности для изучения неврологических расстройств – например, шизофрении и аутизма.

Ученые «перепрограммируют» клетки крови в нейроны с помощью трансдифференцировки – процесса, который предполагает переход клетки от одного состояния к другому или из одного типа в другой. Конверсия происходит с относительно высокой эффективностью: из одного миллилитра крови получается до 50 000 нейронов. Использовать можно как свежие, так и ранее замороженные и сохраненные образцы крови, что значительно расширяет возможности для изучения неврологических расстройств, таких как шизофрения и аутизм. Кровь получить очень просто: почти каждый пациент, который ходит в больницу, оставляет образец крови, и часто эти образцы замораживаются и хранятся для дальнейшего изучения.

Методика трансдифференцировки была впервые разработана в 2010 году в лаборатории Мариуса Вернига (Marius Wernig), доктора медицинских наук, профессора Стэнфордского института биологии стволовых клеток и регенеративной медицины. Тогда он и его коллеги показали, что они могут превращать клетки кожи мышей в нейроны без предварительного побуждения клеток к тому, чтобы они стали плюрипотентными, – то есть способными дифференцироваться во множество специализированных типов клеток. Ученые показали, что эта техника также может быть использована на коже человека и клетках печени.

Но каждый подход усугубляется вызовами, особенно для исследователей, желающих изучать генетически сложные психические расстройства, такие как аутизм или шизофрения, для которых требуется сотни индивидуальных, специфичных для пациента образцов, для того, чтобы рассказать об относительном вкладе десятков или больше связанных с болезнью мутаций. К тому же, создание индуцированных плюрипотентных стволовых клеток у большого числа пациентов является дорогостоящим и трудоемким процессом. И получение клеток кожи связано с инвазивной и болезненной процедурой.

В новом исследовании Мариус Верниг и его коллега сосредоточили внимание на высокоспециализированных иммунных клетках, называемых Т-клетками, которые циркулируют в крови. Т-клетки округлой формы защищают нас от болезней, признавая и убивая инфицированные или раковые клетки. Нейроны же представляют собой длинные и тонкие клетки, способные проводить электрические импульсы вдоль их длины и пропускать их из клетки в клетку. Тем не менее, даже несмотря на разницу в форме, местоположение и биологическую миссию клеток, исследователям неожиданно легко удалось преобразовать одни в другие.

Полученные человеческие нейроны не идеальны. Им не хватает способности создавать зрелые синапсы (места контактов между нервными клетками) или соединения друг с другом. Но они способны выполнять основные фундаментальные функции нейронов. Ученые надеются, что смогут оптимизировать технологию в будущем. Тем временем они начали собирать образцы крови у детей с аутизмом.