211service.com
Komórki macierzyste bez zarodków
Wydaje się, że dwie grupy naukowców niezależnie osiągnęły jednego ze świętych Graali medycyny regeneracyjnej: przeprogramowanie ludzkich dorosłych komórek tak, aby zachowywały się jak embrionalne komórki macierzyste, bez użycia embrionu lub komórki jajowej. Metoda może zapewnić sposób na wytwarzanie komórek macierzystych specyficznych dla pacjenta, co nie zostało jeszcze osiągnięte u ludzi. Takie komórki mogłyby ostatecznie zostać wykorzystane do badania złożonych chorób genetycznych lub do przeszczepów komórek lub tkanek bez obawy odrzucenia immunologicznego.
Przełomowe komórki: Naukowcy z University of Wisconsin-Madison z powodzeniem przeprogramowali komórki skóry (pokazane tutaj), aby zachowywały się jak embrionalne komórki macierzyste. Metoda może zapewnić wydajniejszy sposób generowania komórek macierzystych – taki, który nie budzi obaw etycznych.
Nowa technika usuwa również główne zastrzeżenia etyczne wobec badań nad embrionalnymi komórkami macierzystymi: tworzenie i niszczenie ludzkich embrionów. Minęło 10 lat, odkąd wyprowadziliśmy pierwsze linie embrionalnych komórek macierzystych, które wywołały burzę kontrowersji, która trwa do dziś, mówi James Thomson , biolog z University of Wisconsin-Madison, który w 1998 roku wyizolował pierwsze ludzkie embrionalne komórki macierzyste i kierował nowymi pracami. Uważam, że te wyniki są początkiem końca tej kontrowersji.
Dwie grupy – jedna prowadzona przez Shinya Yamanaka na Uniwersytecie w Kioto w Japonii oraz jednym prowadzonym przez Thompsona i Junying Yu na Uniwersytecie Wisconsin – osobno zmodyfikowali ludzkie komórki skóry, aby wyrażały cztery różne geny. Z powodów, które nie są jeszcze jasne dla naukowców, wystawienie komórek na działanie tych genów wydaje się cofać zegar rozwojowy. Obie grupy odkryły, że powstałe komórki wykazują dwie główne właściwości, które definiują embrionalne komórki macierzyste. Są pluripotencjalne, co oznacza, że mogą rozwinąć się w dowolny rodzaj komórki w ciele, a w stanie niezróżnicowanym mogą dzielić się w nieskończoność.
Z zadowoleniem przyjmę tę inną metodę, ponieważ jest ona łatwiejsza do zdobycia materiału i nie budzi wątpliwości etycznych, które niektórym mogą przeszkadzać, mówi Doug Melton , dyrektor Harvard Stem Cell Institute. Co równie ważne, zastosowanie tego innego podejścia powinno ogromnie zwiększyć ilość środków dostępnych na badania.
Embrionalne komórki macierzyste były celem zarówno szumu, jak i nadziei ze względu na ich potencjalną zdolność do zastępowania komórek uszkodzonych w chorobach takich jak choroba Parkinsona i cukrzyca. Są też źródłem kontrowersji etycznych: komórki są pozyskiwane z nadmiaru ludzkich embrionów odrzucanych po zapłodnieniu in vitro, a ich uzyskanie wymaga zniszczenia embrionów. Prezydent Bush poważnie ograniczył federalne finansowanie badań nad embrionalnymi komórkami macierzystymi w 2001 roku.
Oprócz potencjalnego wpływu przeprogramowania na debatę etyczną dotyczącą embrionalnych komórek macierzystych, jedną z jego największych zalet jest to, że zapewnia alternatywny sposób wytwarzania komórek macierzystych, które są genetycznie dopasowane do danej osoby. Przeprogramowane, pluripotencjalne komórki pochodzące z komórek skóry danej osoby mogą ostatecznie zostać wykorzystane do przeszczepów tkanek bez ryzyka odrzucenia immunologicznego. Komórki pochodzące od osoby z chorobą Parkinsona lub cukrzycą mogą dostarczyć naukowcom nowych modeli do badania tych złożonych chorób genetycznych. (Zobacz Odrodzone komórki macierzyste i Prawdziwa nadzieja na komórki macierzyste .)
Jedyny inny sposób wytwarzania takich komórek – klonowanie człowieka w celach terapeutycznych – wiąże się z własnymi problemami technicznymi i etycznymi i nie został jeszcze osiągnięty. Wymaga również ludzkich jaj, które okazały się niezwykle trudne do uzyskania. (Zob. Klonowanie terapeutyczne u ludzi w bezruchu). Ian Wilmut, naukowiec, który kierował próbami sklonowania owcy Dolly, ogłosił w piątek, że planuje skoncentrować wysiłki swojej grupy na przeprogramowaniu, a nie na klonowaniu.
Jednak naukowcy nalegają na dalsze finansowanie metod opartych na embrionach, dopóki nie będzie wiadomo więcej o tych nowych typach komórek. Dopóki nie okaże się, że alternatywa wytwarza ten sam rodzaj niezwykle wszechstronnych, normalnych komórek, które otrzymujemy z wcześniej zamrożonych ludzkich blastocyst, byłoby niesprawiedliwe dla pacjentów, aby odstąpili od tego podejścia, mówi Melton z Harvard Stem Cell Institute.
Chociaż nowe komórki wyglądają i działają jak embrionalne komórki macierzyste, nie jest jeszcze jasne, jak bardzo są podobne. Większość znanych nam markerów w embrionalnych komórkach macierzystych jest wyrażana przez te komórki macierzyste, mówi Yu z University of Wisconsin. Ale tak naprawdę nie mamy pojęcia, czy istnieje znacząca różnica. Wstępne eksperymenty z laboratorium Yamanaki w Kioto sugerują, że istnieją przynajmniej pewne różnice: badanie przesiewowe ekspresji 30 000 genów wykazało, że komórki pluripotencjalne są podobne, ale nie identyczne z embrionalnymi komórkami macierzystymi.
Oba zespoły wykorzystały wirusowe DNA do wprowadzenia genów dla czterech czynników transkrypcyjnych – białek, które włączają inne geny w komórce – do fibroblastów, rodzaju komórek skóry. (Dwa z tych czynników transkrypcyjnych były takie same w obu grupach; dwa były różne. Wszystkie zostały wcześniej zidentyfikowane w embrionalnych komórkach macierzystych). Naukowcy teoretyzują, że po ekspresji w komórkach dorosłych czynniki transkrypcyjne aktywują kaskadę genetyczną, która zwraca komórkę i jego DNA do stanu embrionalnego.
Po wszczepieniu myszom komórki wytworzyły kulkę tkanki zawierającą wiele zróżnicowanych typów komórek, co jest standardowym testem na pluripotencję komórek. Zespół Yamanaki wykazał również, że komórki mogą różnicować się w komórki mięśniowe i nerwowe, stosując te same protokoły, co w przypadku embrionalnych komórek macierzystych. Wyniki zostały opublikowane w Internecie w dzisiejszych czasopismach Komórka oraz Nauka .
Zanim te komórki będą mogły zostać wzięte pod uwagę w leczeniu ludzi, naukowcy będą musieli opracować alternatywny sposób ekspresji czynników transkrypcyjnych. Stosowane obecnie wirusy mogą integrować się z genomem i stwarzać potencjalne obawy dotyczące bezpieczeństwa. Nie jest jeszcze jasne, jak trudno będzie to osiągnąć, ale Thomson mówi, że jego grupa i inni już pracują nad tym problemem.
Chociaż wiele pozostaje do zrobienia, Thomson twierdzi, że odkrycia prawdopodobnie przyspieszą tempo badań, zachęcając większą liczbę naukowców do badania komórek macierzystych i zwiększając finansowanie tej dziedziny. Mój osobisty barometr optymizmu bardzo wzrósł, mówi. Myślę, że młodzi badacze unikali wchodzenia w tę dziedzinę ze względu na kwestie etyczne… Teraz wierzę, że coraz więcej laboratoriów będzie przechodzić na tę metodę.