211service.com
Źródło męskich komórek macierzystych
Dorosłe komórki macierzyste, które zachowują się podobnie do embrionalnych, zostały wyizolowane z ludzkich jąder, co daje nadzieję na nowe źródło wszechstronnych komórek macierzystych bez manipulacji genetycznych lub niszczenia zarodków. Jeśli nowe komórki macierzyste można wykorzystać terapeutycznie, prosta biopsja jądra może stanowić materiał wyjściowy do spersonalizowanej medycyny regeneracyjnej.
Transformacja jąder: Komórki macierzyste z jąder dorosłego człowieka normalnie wytwarzają tylko plemniki, ale hodowane w laboratorium ze specjalnymi czynnikami wzrostu zaczynają przypominać embrionalne komórki macierzyste i mogą różnicować się w wiele typów komórek dorosłych.
Nowe komórki macierzyste, znane jako ludzkie komórki macierzyste dorosłej linii germinalnej (GSC), zostały wyhodowane przez naukowców z Niemiec i Wielkiej Brytanii poprzez dodanie specjalnych czynników wzrostu do komórek spermatogonalnych pobranych z jąder. Komórki spermatogonialne to komórki macierzyste w jądrach dorosłych, które normalnie wytwarzają tylko jeden typ zróżnicowanych komórek (plemniki). Jednak dzięki odpowiednim czynnikom wzrostu te plemniki mogą się zmienić, aby stać się pluripotencjalne. Zaczynają wytwarzać białka normalnie wytwarzane przez embrionalne komórki macierzyste i nabywają zdolność do różnicowania się w wiele różnych typów komórek.
W artykule opublikowanym dzisiaj w Natura Thomas Skutella z Uniwersytetu w Tybindze w Niemczech i jego koledzy wskazują na możliwość, że dorosłe GSC mogą pokonać wiele przeszkód, które wciąż napotykają alternatywne podejścia.
W przeciwieństwie do embrionalnych komórek macierzystych, które wymagają zniszczenia ludzkich embrionów i stanowią wyzwanie immunologiczne, ponieważ organizm pacjenta odrzuci obce komórki, dorosłe GSC nie wymagają embrionów i powinny być tolerowane przez pacjentów, ponieważ są wykonane z ich własnych komórek. Dorosłe GSC powinny być również bardziej wszechstronne niż inne typy dorosłych komórek macierzystych, które zazwyczaj mogą dać początek tylko jednemu lub kilku typom zróżnicowanych komórek.
Ponadto, w przeciwieństwie do indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPS), które są wytwarzane przez inżynierię genów embrionalnych komórek macierzystych w normalne dorosłe komórki za pomocą retrowirusów, dorosłe GSC nie wymagają znaczących manipulacji, a zatem unikają związanego z tym ryzyka raka.
Skutella mówi, że jego wyniki są podobne do tych z ostatnich eksperymentów przeprowadzonych na myszach, ale o wiele trudniej było wyizolować właściwy rodzaj komórek u ludzi. Można wykorzystać siłę genetyki, aby transgeniczne myszy z zielonymi spermatogoniami łatwo izolowały te komórki, mówi. Ale w medycynie regeneracyjnej niezbędne jest wykorzystanie ludzkiego systemu. Oczywiście nie możemy stworzyć transgenicznych ludzi, więc musieliśmy wrócić do korzeni biologii komórki i wypróbować mieszankę różnych rzeczy, aby wyizolować komórki macierzyste.
Korzystając z 22 próbek tkanki jąder od mężczyzn w wieku od 17 do 81 lat, naukowcy wyizolowali plemniki za pomocą magnetycznych kulek, które fizycznie wyciągnęły właściwe komórki z mieszanki komórek. Kulki te zostały pokryte przeciwciałem, które rozpoznaje cząsteczkę powierzchniową, która jest wzbogacona w komórki linii zarodkowej. Naukowcy przeprowadzili kolejne dwie rundy oczyszczania: jedną, w której zastosowano powłoki do naczyń hodowlanych, które preferencyjnie przyklejają się do komórek linii zarodkowej, a drugą, w której zastosowano powłoki, które przyklejają się do komórek somatycznych (nie linii zarodkowej).
Dodając czynnik hamujący białaczkę (LIF) – cząsteczkę, która jest normalnie używana do powstrzymywania embrionalnych komórek macierzystych przed różnicowaniem – zespołowi udało się przekształcić powstałe plemnikowe komórki macierzyste w komórki macierzyste, które znacznie bardziej przypominają embrionalne komórki macierzyste i mogą tworzyć podobną odmianę typów komórek.
Skutella uważa, że zarodkowe komórki macierzyste są zasadniczo bardziej podatne na przeprogramowanie niż komórki, które nie uczestniczą w linii zarodkowej (produkcja plemników lub komórek jajowych). Na poparcie tego, podobną transformację w komórki pluripotencjalne zaobserwowano wcześniej w przypadku pierwotnych komórek rozrodczych – komórek w zarodku, które później tworzą plemniki i prekursory komórek jajowych. Jednak uzyskanie tych komórek zarodkowych wymaga zniszczenia zarodka, podczas gdy dorosłe komórki jąder nie mają do czynienia z tym problemem. Jak mówi Skutella, DNA komórek zarodkowych jest bardziej podatne na manipulacje, dzięki czemu mają przewagę nad innymi dorosłymi komórkami macierzystymi.
Fari Izadyar, dyrektor ds. rozwoju naukowego programu komórek macierzystych linii germinalnej w firmie biotechnologicznej PrimeGen, mówi, że jego zespół osiągnął również obiecujące wyniki w zakresie różnicowania ludzkiej tkanki jąder w komórki serca, mózgu, kości i chrząstki, chociaż firma jeszcze nie opublikowano danych. Mówi, że trudno jest uzyskać spójne wyniki bez stałego zaopatrzenia w normalną ludzką tkankę jąder.
Chociaż materiał wyjściowy jest łatwy do uzyskania z małych biopsji jąder, Skutella przyznaje, że jego metoda wytwarzania stabilnych pluripotencjalnych linii zarodkowych komórek macierzystych zajmuje kilka miesięcy i że trzeba by to przyspieszyć, jeśli komórki mają być wykorzystywane terapeutycznie. „Obecnie staramy się ulepszyć naszą procedurę wzbogacania poprzez znalezienie bardziej specyficznych cząsteczek powierzchniowych komórek, które można wykorzystać do szybszej izolacji komórek w przyszłości”, mówi.
Innym otwartym pytaniem jest, czy iw jaki sposób kobiety mogą odnieść korzyści z odkrycia. Skutella twierdzi, że przynajmniej męskie komórki macierzyste można wykorzystać do leczenia kobiet w podobny sposób, w jaki szpik kostny jest używany w leczeniu raka: poprzez znalezienie blisko spokrewnionego męskiego dawcy i leczenie pacjenta lekami immunosupresyjnymi, aby zapobiec organizmowi. od odrzucenia komórek.
Ale inni mają nadzieję, że podobnie wszechstronne komórki macierzyste można uzyskać z żeńskiego układu rozrodczego. Antonin Bukovsky z University of Knoxville w Tennessee odkrył wcześniej komórki macierzyste na powierzchni jajnika i zdołał je zróżnicować w komórki neuronalne. Myślę, że te komórki mogą mieć bardzo podobny potencjał do komórek jąder, a ich pozyskanie byłoby równie łatwe, mówi. Wystarczyłoby tylko szczotkować powierzchnię jajnika, a już wiemy, że nadal istnieją u kobiet w podeszłym wieku.