211service.com
Przeprogramowane komórki macierzyste pamiętają swoją przeszłość
Podczas gdy przeprogramowane komórki macierzyste – pochodzące z w pełni zróżnicowanych dorosłych komórek – mogą zostać przekształcone w dowolny rodzaj tkanki, naukowcy odkryli, że zachowują one pamięć o tym, skąd pochodzą. Ta pamięć wydaje się wpływać na rozwój komórek; przeprogramowane komórki macierzyste są łatwiej przywracane do ich pierwotnej tożsamości, zgodnie z badaniem opublikowanym dzisiaj w Internecie w: Natura . Odkrycia mogą wpłynąć na badania nad dwoma głównymi zastosowaniami przeprogramowanych komórek macierzystych; rosnące wysiłki na rzecz badania chorób w komórkach pochodzących od pacjentów z tymi chorobami oraz opracowanie zastępczych terapii komórkowych.
Wykonywanie kości: Komórki macierzyste pochodzące ze skóry są lepsze w tworzeniu komórek kostnych (po prawej) niż komórki macierzyste pochodzące z krwi (po lewej), ponieważ skóra jest ściślej związana z kością. Kolonie komórek kostnych są pokazane na czerwono.
Kilka lat temu naukowcy opracowali sposób na przeprogramowanie dorosłych komórek na komórki macierzyste przy użyciu prostej kombinacji czynników genetycznych lub chemicznych, bez konieczności zarodka. Podobnie jak embrionalne komórki macierzyste, te indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPS) mogą zarówno rozmnażać się, jak i różnicować w niemal każdy rodzaj tkanki w ciele. Technologia szybko rozprzestrzeniła się na całym świecie, umożliwiając badanie komórek macierzystych i ich potencjalnych korzyści terapeutycznych bez technicznych i etycznych przeszkód związanych z wykorzystaniem komórek pochodzących z embrionów. Ale trzy lata później pojawiają się komplikacje.
Chociaż komórki iPS przeszły wszystkie tradycyjne testy tak zwanej pluripotencji – zdolności do różnicowania się w dowolny rodzaj tkanki – i wydają się genetycznie identyczne z embrionalnymi komórkami macierzystymi, mają ograniczenia. George Daley a jego koledzy odkryli, badając komórki macierzyste myszy, że komórki pochodzące z krwi są w stanie lepiej różnicować się z powrotem w komórki krwi niż w kości; te pochodzące z kości wytwarzają słabe komórki krwi, a nawet słabsze neurony.
Zespół Daleya porównał także mysie komórki iPS z tymi, które przeszły transfer jądra, technikę wykorzystywaną do klonowania owcy Dolly. Te dwie metody uruchamiają różne mechanizmy spychania komórki z powrotem do stanu komórki macierzystej, a chemiczne metody przeprogramowania komórek iPS wydają się mniej dokładne. Komórki iPS zachowują chemiczne modyfikacje na swoim DNA, wskazujące na ich poprzednią tożsamość, podczas gdy transfer jądra czyści tablicę. (Nie było możliwe przeprowadzenie podobnych eksperymentów z ludzkimi komórkami, ponieważ nikt jeszcze nie sklonował ludzkich komórek.)
Odkrycia stwarzają przeszkodę w wykorzystywaniu komórek iPS do podstawowych badań nad chorobami. Wielu naukowców pobiera próbki skóry od pacjentów z różnymi chorobami, przeprogramowując je z powrotem na komórki iPS, a następnie skłaniając je do różnicowania się w tkanki dotknięte chorobą. To pozwala im zbadać, jak choroba rozwija się na poziomie molekularnym. Ale jeśli choroba ma charakter neurologiczny, taki jak choroba Parkinsona, lub jakakolwiek choroba niezwiązana z tkanką skórną, zmienność spowodowana tkanką, z której pochodzi, może maskować skutki choroby.
Jeśli chodzi o opracowywanie zastępczych terapii komórkowych z komórek iPS, odkrycie to może być dobrodziejstwem. To miecz obosieczny, mówi Daley. Wytworzenie i bezpośrednie różnicowanie komórek iPS w określone tkanki było bardzo trudne. Rozpoczęcie od tkanki będącej przedmiotem zainteresowania może to ułatwić, mówi. Na przykład, aby wyhodować nowe komórki kostne, lepiej byłoby, gdyby naukowcy pobrali jako materiał wyjściowy biopsję kości pacjenta, zamiast zaczynać od krwi lub komórek skóry.
Drugie badanie opublikowane dzisiaj w Internecie w Biotechnologia Przyrody pokazuje, że te komórkowe wspomnienia zanikają po hodowaniu komórek przez kolejne pokolenia. Kiedy komórki przechodzą setki tysięcy podziałów komórkowych, ta pamięć wydaje się zanikać, mówi biolog komórek macierzystych z Harvardu Konrad Hochedlinger , który prowadził drugie badanie. Komórki stają się nie do odróżnienia od siebie, a różnice, które obserwujemy na początku, wydają się zanikać. Ale ponieważ ekstensywna hodowla może również wprowadzić mutacje genetyczne w komórkach, może to nie być realnym rozwiązaniem wymazywania pamięci komórkowej.
Podsumowując, badania jasno pokazują, że naukowcy wciąż mają wiele do zrozumienia na temat komórek iPS. Jeśli nie z innego powodu, nadal powinniśmy studiować transfer jądra, aby zbadać, w jaki sposób natura wykonuje własne programowanie, mówi Evan Snyder , który kieruje programem komórek macierzystych i biologii regeneracyjnej w Instytucie Badań Medycznych Sanford-Burnham w La Jolla w Kalifornii. Snyder nie był zaangażowany w badania. Transfer jądrowy to skomplikowany proces, który nigdy nie został pomyślnie przeprowadzony w komórkach ludzkich i nie jest prawdopodobnym kandydatem do zastosowania terapeutycznego. Ale nawet jako narzędzie badawcze, w dużej mierze zniknęło, a niewiele laboratoriów nadal go bada teraz, gdy mogą tworzyć własne komórki iPS.