W dzisiejszym Cell opublikowano informacje o 20 liniach swoistych dla choroby indukowanych komórek pluripotencjalnych, które są odwzorowaniem 10 różnych stanów patologicznych. Publikacja ta przedstawia nie tylko to, że komórki można przeprogramować do tego stopnia, by odwzorowywały stan choroby, ale także może przyspieszyć badania naukowców, którzy nie posiadają lub po prostu nie mają czasu na wygenerowanie linii samodzielnie.  Opisane linie komórkowe odnoszą się do kilku chorób uwarunkowanych doskonale znanymi mutacjami: warianty dystrofii mięśniowej, Choroba Gaucher'a oraz Huntingtona, choroba Parkinsona oraz cukrzyca młodzieży.  Metody inżynierii genetycznej, które zastosowali badacze były właściwie naśladownictwem metod zaproponowanych w 2006 roku przez japońskiego naukowca Shinya Yamanaka.


Komórka macierzysta (za: /www.wellcome.ac.uk)

W ubiegłym tygodniu, naukowcy z HSCI i Uniwersytetu Columbia (NY) ogłosili, iż udało im się przeprogramować komórki skóry pochodzące od pacjenta ze stwardnieniem zanikowym bocznym, tak by generowały neurony motoryczne, które umierają w przebiegu tej choroby neurodegeracyjnej.  W najświeższej pracy, zespół nie zróżnicował swoich linii komórkowych na swoiste względem choroby (jakkolwiek potwierdzili, iż taka ewentualność jest możliwa). Jednakże wykazali, iż komórki te zachowują się w warunkach hodowlanych jak embrionalne komórki macierzyste, zdolne do utworzenia dowolnych komórek organizmu. Dałoby to naukowcom nieograniczone źródło komórek, do których obecnie nie mają, lub mają ograniczony, dostęp. Poza badaniami nad komórkami, linie te mogą być używane do skriningu leków, a być może, w przyszłości, do transplantacji.

Doug Melton, dyrektor HSCI, uważa, że otrzymane linie komórkowe są jedynie jednymi z pierwszych z wielu możliwych do umieszczenia w banku Instytutu. Podał przykład stworzenia linii komórek macierzystych od osób z cukrzycą, co w czasie pomogłoby w odszyfrowaniu mutacji i zróżnicowania genetycznego u tych pacjentów.

Ian Willmut, szef Scottish Centre for Regenerative Medicine w Edinburghu uważa, że nie ma żadnych wątpliwości co do tego, że opisywane linie komórkowe będą przydatne. Jednak zaskakuje go to, że będą powszechnie dostępne.
Jednym z prawdopodobnych problemów które mogą dotknąć przyszłych badaczy, jest to, że różnice pomiędzy związanymi i niezwiązanymi z chorobami mogą być związane nie tylko z samą chorobą. Genetyczne zróżnicowanie pojawia się w warunkach naturalnych w grupie osób niespokrewnionych, ale może być także wynikiem techniki reprogramowania. Daley uważa, że ten czynnik należy rozważyć podobnie jak w przypadku innych linii komórkowych

Opinia eksperta: dr. hab. Piotra Rieske, kierownik Pracowni Biologii Molekularnej w Zakładzie Patologii Molekularnej i Neuropatologii UM w Łodzi

Reprogramownie metodą Takahashi i Yamanaka umożliwia otrzymanie tzw, „iPSów” – indukowanych pluripotentnych komórek macierzystych i otwiera nowe perspektywy przede wszystkim przed naukowcami, którzy próbują wykorzystać komórki macierzyste w terapii. Odkrycie Japończyków otwiera najwyraźniej, także możliwość tworzenia nowych modeli badania wielu chorób genetycznych i nie tylko. Linie otrzymane w instytutach HSCI  i MGH są pod wieloma względami  doskonalsze niż  np. od wielu lat stosowane linie komórkowe otrzymane za pomocą technologii knock-out. W Polsce podobnie jak na świecie istnieje wiele ośrodków, które mogą zastosować te linie. Warto wziąć także pod uwagę, że badania Daley i wsp., a także Dimos i wsp. sugerują, że reprogramowanie otwiera, również drogę do tworzenia nowej generacji terapii genowej – terapii genowej ex vivo za pomocą „IPSów”. Bez wątpienia dowiemy się z czasem o różnicach między obrazem prezentowanym przez te nowe symulacje biotechnologiczne, a rzeczywistością fizjologiczną i patofizjologiczną. Twory biotechnologów prawie zawsze różnią się od dzieł natury. Różnice w tym konkretnym przypadku są pewne.

Jak można więc odpowiedzieć na pytanie czy różnice te obniżają wartość tych linii? Tak jak wspomniałem są to linie najprawdopodobniej przewyższające wartością naukową linie otrzymane za pomocą technologii knock-out. Natomiast odpowiedź na potrzeby badań nad terapią komórkową jest trochę przewrotna. Odkrycie tych różnic dla osób próbującej stosować reprogramowane komórki w terapii jest ważne samo w sobie. Tak więc tworzenie tego typu linii jest konieczne nawet jeśli różnią się one od swoich „fizjologicznych czy patofizjologicznych odpowiedniczek”.

Reprogramowanie metodą Takahashi i Yamanaka jest podobne do procesów, które zachodzą w czasie klonowania ssaków, a wiadomo jak wielkie są różnice między organizmami powstającymi w wyniku zapłodnienia a tymi, które „generuje” klonowanie (ciągle większość klonowanych organizmów ginie na wczesnych etapach embriogenezy). Z mojego punktu widzenia linie z HSCI i podobne do nich powstałe w wyniku reprogramowania, a przede wszystkim ich zróżnicowane pochodne powinny zostać możliwie dokładnie porównane z komórkami powstającymi w wyniku procesów fizjologicznych i patofizjologicznych. Czy różnica między komórkami reprogramowanymi, a otrzymanymi w wyniku procesów fizjologicznych i patofizlogicznych będzie taka jak różnica pomiędzy owieczką Dolly a normalnymi owieczkami? Jeśli tak, to uwiarygodni to stosowanie reprogramowanych komórek w terapii. Jeśli jednak różnice będą takie jak pomiędzy owieczkami normalnymi, a tymi klonami, które obumarły na wczesnych etapach embriogenezy, otrzymamy ostrzeżenie, że stosowanie w terapii pochodnych komórek otrzymywanych po reprogramowaniu może wiązać się z niebezpieczeństwem wywołania dodatkowych komplikacji.  Posługuję się w badaniach własnych reprogramowaniem i z zainteresowaniem będę czekał na wyniki badań dotyczących linii z HSCI i im podobnych.

W latach 2001-2003 kierownik Pracowni Biologii Molekularnej w Zakładzie Patologii Molekularnej i Neuropatologii UM w Łodzi. W zakładzie tym uczestniczył w badaniach zmierzających do wyjaśnienia genetycznego podłoża chorób neurodegeneracyjnych i chorób nowotworowych ośrodkowego układu nerwowego. W latach 2003-2005 przebywał ponownie w Filadelfii badając nerwowe komórki macierzyste. W tym samym czasie dr Rieske zajmował się plastycznością komórek fibroblastycznych transróznicując je do komórek o cechach komórek nerwowych. Po powrocie z USA w 2005 roku został ponownie kierownikiem Pracowni Biologii Molekularnej w Zakładzie Patologii Molekularnej na UM w Łodzi, gdzie prowadzi badania nad nowotworowymi komórkami macierzystymi i nerwowymi komórkami macierzystymi. Celther Polska, firma dr. Piotra Rieske - ma zamiar rozwijać innowacyjne terapie w leczeniu m.in. cukrzycy i choroby Parkinsona. Spółka zamierza wprowadzić na farmaceutyczny rynek europejski pochodne komórek macierzystych. Jest to działalność w tym zakresie zupełnie innowacyjna, badania będą musiały potrwać co najmniej kilka lat, jednak terapia wydaje się być obiecująca. Na pierwszy ogień pójdą takie choroby jak: cukrzyca i choroba Parkinsona, ale nie wykluczone, że w przyszłości uda się także objąć planem badawczym także inne choroby. Metoda terapeutyczna proponowana przez firmę Celther Polska wykorzystuje różne strategie fizjologiczne i biotechnologiczne, które na obecną chwilę wydaję się być najskuteczniejsze, a co najistotniejsze nie wymagają stosowania embrionalnych komórek macierzystych, których użycie budzi liczne kontrowersje.