Inżynieria komórek macierzystych stanowi koło ratunkowe dla zagrożonych gatunków

W 1972 roku grupa myślących przyszłościowo ekologów z San Diego zaczęła zamrażać próbki skóry z zagrożonych gatunków. Mieli nadzieję, że nauka w końcu znajdzie sposób na wykorzystanie komórek do ożywienia tych delikatnych populacji.

Powrót z zaświatów: Naukowcy stworzyli komórki macierzyste z zamrożonych próbek skóry zagrożonych nosorożców północnych.

Jeanne Loring a współpracownicy z Scripps Research Institute podjęli kluczowy krok w kierunku spełnienia tej nadziei, tworząc komórki macierzyste z zamrożonych komórek skóry dwóch takich gatunków — świdra srebrnogrzywego i nosorożca północnego białego.

W najbliższym czasie naukowcy planują zbudować zamrożone zoo z komórek macierzystych, które naukowcy będą mogli wykorzystać do badania genomów zwierząt i być może do stworzenia terapii komórkami macierzystymi dla zwierząt. (Małpy świnki żyjące w niewoli często cierpią na cukrzycę, bardzo aktywny obszar badań w dziedzinie ludzkich komórek macierzystych).

W dłuższej perspektywie naukowcy mają nadzieję, że będą w stanie wykorzystać komórki do tworzenia plemników i komórek jajowych, które zostaną włączone do programów hodowlanych w celu zwiększenia różnorodności genetycznej bardzo ograniczonych populacji; nosorożec biały jest na skraju wyginięcia, a obecnie żyje tylko siedem zwierząt. Nie rozmnażały się od lat.

Pomyśl o dalekowzroczności, jaką mieli w latach 70., aby rozpocząć ten program, mówi Loring, dyrektor Centrum Medycyny Regeneracyjnej w Scripps. W tym momencie nie opublikowano żadnego genomu, a koncepcja tego, co kiedykolwiek miało miejsce, była science fiction. Jej zespół ma na celu wygenerowanie komórek macierzystych dla co najmniej 10 innych gatunków, w tym panter śnieżnych i niektórych gatunków słoni. Frozen Zoo w San Diego zawiera próbki tkanek z ponad 800 gatunków.

Aby stworzyć komórki macierzyste, Inbar Friedrich Ben, badacz podoktorancki w laboratorium Loringa, zastosował technikę opracowaną po raz pierwszy w 2007 roku, zwaną indukowanym pluripotencjalnym przeprogramowaniem komórek macierzystych (iPS). Garść genów, które są normalnie aktywne w rozwijającym się zarodku, ulega ekspresji w zróżnicowanej komórce, takiej jak komórka skóry, powodując powrót tej komórki do stanu niezróżnicowanego.

Ku ich zaskoczeniu ludzkie geny, które są zwykle używane do przeprogramowania ludzkich komórek, mogą również przeprogramować komórki skóry zarówno małpy, jak i nosorożca, choć ze znacznie mniejszą wydajnością. Mimo to przeprogramowane komórki wykazywały cechy charakterystyczne indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych; mogły zarówno różnicować się w różne typy komórek, jak i generować więcej siebie. Badanie zostało opublikowane w tym tygodniu w Metody natury .

Ta metoda toruje drogę do ratowania zagrożonych gatunków, takich jak pandy wielkie, gepardy, tygrysy, goryle w Afryce Wschodniej, a nawet wymarłych gatunków, takich jak kozioł górski Bucardo. Robert Lanza , dyrektor ds. naukowych w Advanced Cell Technology. Otworzy drogę dla nowych strategii, które pomogą utrzymać bioróżnorodność i będą odpowiadać na wyzwania związane z wymieraniem na dużą skalę. Lanza nie był zaangażowany w badanie.

W przypadku zwierząt takich jak nosorożec biały każda śmierć oznacza poważną utratę puli genów, co z kolei osłabia populację. Tworząc komórki macierzyste ze zwierząt, które padły, ich geny można by ponownie wprowadzić, aby zachować przetrwanie i różnorodność genetyczną gatunku, mówi Lanza. Koza górska Bucardo może zostać wskrzeszona przy użyciu tej technologii, jeśli połączy się ją ze zwykłym programem hodowli kóz.

Stworzenie nowego zwierzęcia z komórki macierzystej jest prawdopodobnie bardzo odległe. Naukowcy musieliby najpierw stworzyć plemniki lub komórki jajowe z komórek macierzystych, a następnie użyć ich z plemnikami lub komórkami jajowymi żywego zwierzęcia do stworzenia zarodka. Naukowcy zajmujący się płodnością gorliwie poszukują sposobów na wyhodowanie plemników i komórek jajowych z komórek macierzystych w celu leczenia niepłodności u ludzi, a Loring ma nadzieję, że te technologie można zastosować u tych zwierząt.

Przed opracowaniem przeprogramowania komórek iPS grupa Lanzy zastosowała klonowanie — metodę wykorzystywaną do stworzenia owcy Dolly — aby spróbować odtworzyć dwa gatunki dzikiego bydła; guar i krytycznie zagrożony banteng. Jednak klonowanie nie jest odpowiednie dla ochrony gatunków, ponieważ jest to technicznie trudny proces, który często prowadzi do chorych lub zdeformowanych zwierząt.

Lanza mówi, że innym sposobem wykorzystania komórek macierzystych do rozmnażania zagrożonych gatunków byłoby wstrzyknięcie do zarodka komórek częstszego, spokrewnionego gatunku, a następnie zastosowanie różnych technik eksperymentalnych, aby nakłonić komórki pochodzące od zagrożonego zwierzęcia do wzrostu w płód. Jego zespół wykazał, że to podejście działa u myszy.

ukryć