Różnicowanie komórkowe jest jednym z podstawowych procesów molekularnych, biorących udział w utrzymaniu homeostazy całego organizmu. Odkrycie molekularnego mechanizmu różnicowania komórkowego znalazło zastosowanie w pozyskiwaniu z komórek somatycznych indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (IPS, ang: induced pluripotent stem cells). IPSy to komórki, które są w stanie różnicować się w dowolną tkankę dorosłego organizmu. Dobre źródło takich komórek oraz ich łatwa hodowla w warunkach in vitro dają możliwość otrzymywania m.in tkanek deficytowych dla medycyny regeneracyjnej.

 – Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste to jeden z najbardziej gorących tematów w biologii i w medycynie. IPS to komórki, które jesteśmy w stanie uzyskać nie tylko od zwierząt laboratoryjnych, ale również od pacjentów, co najważniejsze w sposób mało inwazyjny. Wystarczy mała biopsja, np.: mały fragment skóry pobrany przy operacji, lub koniuszek mysiego ogona. Z pobranych komórek wyprowadza się fibroblasty, a następnie w powtarzalny i wystandaryzowany sposób można otrzymać komórki o cechach przypominających komórki zarodkowe, czyli komórki pluripotencjalne, które są w stanie zróżnicować się w dowolny typ tkanek – opowiada nam pani prof. Alicja Józkowicz z Zakładu Biotechnologii Medycznej Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. 

IPSy mogą zostać szeroko wykorzystywane przede wszystkim w medycynie regeneracyjnej, ale nie tylko. – Jeżeli chodzi o potencjalne zastosowanie tych komórek w medycynie to oczywiście marzy się, aby jak najszybciej można było różnicować komórki w konkretne tkanki i np.: wykorzystywać je do regeneracji uszkodzonych narządów. To na razie przyszłość, choć pierwsza próba idąca w tym kierunku została już podjęta w Japonii w leczeniu zwyrodnienia plamki, związanego z wiekiem, będącego częstą przyczyną utraty wzroku u starszych osób.– tłumaczy nam pani profesor Józkowicz.

Jednakże jest obszar, w którym wykorzystanie IPSów jest w zasadzie na wyciągnięcie ręki.  – Bardzo interesujące jest zastosowanie tych komórek do badania patomechanizmów chorób. Można tego dokonać wyprowadzając linie komórkowe od każdego pacjenta, który np.: w swoim genotypie posiada jakąś specyficzną mutację. Wówczas można sprawdzać jak dany lek koryguje zaburzone funkcje komórki danego pacjenta. Właśnie u tej konkretnej osoby a nie np.: w średniej z populacji lub w modelowej linii komórkowej. To jest coś co może zostać wprowadzone naprawdę niedługo. – wyjaśnia pani Profesor.

Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste pojawiły się w świecie nauki stosunkowo niedawno, ale już można mówić o kilku znaczących osiągnięciach w tym obszarze badawczym, z Nagrodą Nobla 2012 w dziedzinie medycyny lub fizjologii na czele.

– IPS zostały opisane po raz pierwszy u myszy w 2006 roku, a u ludzi w 2007r. To co jest fantastyczne w tej technologii to fakt, że setki zespołów które zaczęły pracować na komórkach IPS były w stanie powtórzyć cały protokół postępowania i uzyskać takie wyniki jakie zostały otrzymane w laboratorium, w którym po raz pierwszy opisano IPS. To jest niezwykle istotne – opracowanie powtarzalnej, wiarygodnej metodyki badań. Drugą bardzo ważną rzeczą jest możliwość odejścia od pierwotnie stosowanych wektorów wirusowych integrujących do genomu, na rzecz episomalnej, czasowej ekspresji genów lub, jeszcze lepiej, wykorzystania ich produktów – białek lub miRNA. Zestaw genów, których najczęściej używa się do produkcji komórek IPS zawiera geny związane z karcinogenezą. Ich stosowanie do reprogramowania iPS nawet z wykorzystaniem wektorów retrowirusowych czy lentiwirusowych, które integrują do genomu, nie jest problematyczne, jeżeli myślimy o zastosowaniu iPS in vitro np.: do testowania leków. Ale jeżeli myślimy o ich użyciu w klinice do medycyny regeneracyjnej – oczywiście po ich wcześniejszym zróżnicowaniu do pożądanej tkanki – zdecydowanie lepiej by było wykorzystać takie komórki, które reprogramowano w sposób pozwalający na wyłączenie wprowadzonych genów lub poprzez stosowanie produktów genów lub związków drobnocząsteczkowych. Takie podejście – reprogramowanie za pomocą białek, a nie transdukcji wirusowej – zastosowano we wspomnianej próbie klinicznej w Japonii – kończy prof. Alicja Józkowicz.

EUROBIOTECH 2013, to piąta edycja Central European Congress of Life Sciences Eurobiotech 2013, międzynarodowej imprezy skupiającej wybitnych przedstawicieli nauki i biznesu z kraju i zagranicy – kontynuacja zapoczątkowanego w 2007 roku cyklu konferencji poświęconego różnym obszarom biotechnologii. W 2013 roku tematyką przewodnią Kongresu są zastosowania „biotechnologii białej i zielonej”, czyli szeroko pojętej biotechnologii środowiskowej i przemysłowej.