Модифицированная версия методологии iPS называется прерванное репрограммирование, оно делает возможной высоко контролируемую, потенциально надежную и наиболее подходящую по цене стратегию генерации клеток подобных предшественникам из клеток взрослых. Исследователи из Канады превратили клетки респираторного тракта взрослых мышей, наз. Club клетками, в крупную, чистую популяцию индуцированных induced progenitor-like (iPL) клеток, которые сохраняли остаточную память о своей родительской клеточной линии и поэтому специфически генерировали зрелые Club клетки. Более того, эти клетки обнаруживали терапевтический потенциал по клеточному замещению у мышей с кистозным фиброзом.

"Основной блок в критическом пути регенеративной медицины является отсутствие пригодных клеток для восстановления функции или репарации повреждений," говорит Tom Waddell. "Наш подход начинается с очистки типа клеток, который мы желаем и затем манипуляции с ними, чтобы превратить клетки этого типа в характерные клетки предшественники, которые смогут расти быстро и продуцировать только немногие типы клеток. Для этого необходимо значительно более прямое, более быстрое и массово очищать большие количества клеток."

В последние годы, интересующие induced pluripotent stem (iPS) клетки генерируются в большом количестве в качестве потенциально неограниченного источника для трансплантаций клеток разного типа. Этот метод использует генетически репрограммированные клетки кожи, взятые от взрослых доноров, чтобы превратить их в эмбриональные, похожие на стволовые клетки, выращивают эти незрелые клетки в огромных количествах и затем превращают их в специализированные типы клеток, обнаруживаемые в разных частях тела. Главным преимуществом этого подхода является способность генерировать специфичные для пациента iPS клетки для трансплантации, тем самым минимизируя риск вредных иммунных реакций.

Несмотря на значительный прогресс, эти протоколы остаются ограниченными из-за низкой урожайности и чистоты желаемых зрелых типов клеток, кроме того потенциальные незрелые клетки могут формировать опухоли. Более того, не существует стандартизованного подхода, пригодного для всех типов клеток, а развитие персонализованной терапии, базирующейся на происходящих от пациента плюрипотентных клетках, требует больших затрат средств и времени. "Мы занимаемся клеточной терапией легочных болезней многие годы," говорит Waddell. "Ключевым вопросом является, как соотв. тип клеток и размножить их. Чтобы избежать отторжения, мы надеемся использовать клетки самого пациента."

Чтобы решить этот вопрос авт. разработали стратегию прерванного репрограммирования, модифицированную версию методологии получения iPS. Ученые начали генетическое репрограммирование клеток Club у взрослых, выделенных от мышей, в которых вызывали временную экспрессию четырех iPS репрограммирующих факторов, но прерывали процесс раньше, чем он достигнет состояния плюрипотентности, чтобы получить клетки, сходные с предшественниками, которые оставались более детерминированными к специфическим клонам и обнаружили более контролируемую пролиферацию, чем у плюрипотентных клеток.

"Процесс репрограммирования ранее рассматривался как процесс по типу всё или ничего," говорит Waddell. "удивлены степенью, с которой можно тонко контролировать время и дозировку соединений, используемых для активации репрограммирующих факторов. Это было интересно, поскольку предоставляло больше возможностей для контроля, но пришлось затратить множество усилий, прежде чем это удалось."

Исследователи обнаружили, что возникающие в результате Club-iPL клетки могут давать большие количества не только Club клеток, но и также др. клеток респираторного тракта, такие как слизь-секретирующие бокаловидные клетки и содержащие реснички эпителиальные клетки, которые продуцировали белок CFTR, который мутантен у пациентов с кистозным фиброзом. Когда Club-iPL клетки были использованы у мышей, дефицитных по CFTR, то они инкорпорировались в ткань, выстилающую респираторный тракт, и частично восстанавливали уровень CFTR в легких, не вызывая образование опухолей. Эта технология теоретически применима почти ко всем типам клеток, которые могут быть выделены и очищены из клеток взрослых из большинства органов с помощью уже существующих техник.

Чтобы создать специализированные типы клеток для клеточной терапии необходимо только внедрить ген (или использовать не трансгенные подходы) и затем протестировать дозу лекарства и время. необходимое для каждого типа клеток и каждого пациента, так что это д. быть масштабируемым и с минимальными затратами по сравнению с д. подходами, использующими собственные клетки пациента.

Согласно авт. подход может быть использован для разнообразных практик регенеративной медицины, включая клеточную заместительную терапию, моделирование болезней и поиск лекарств для болезней человека. Но впереди еще длинный путь до практического применения в медицине. Исследователи планируют протестировать этот подход на др. типах клеток, включая клетки человека. Они пытаются определить, имеются ли надежные пути внедрения таких клеток в легкие человека.