Przez wiele lat myślano, że komórki, które raz uległy specjalizacji, na zawsze utraciły zdolność do przekształcania się w inne typy tkanek. Twierdzenie to zostało jednak obalone w 2006 roku, kiedy to dwaj japońscy naukowcy, Kazutoshi Takahashi i Shinya Yamanaka, zdołali wyselekcjonować zestaw 4 genów warunkujących odróżnicowywanie się dorosłych komórek somatycznych do stanu, w jakim znajdowały się one na etapie kilkudniowego zarodka - blastocyty.
Przeczytaj również:
Komórki macierzyste trzustki wreszcie odnalezione?
Innymi słowy odnaleźli oni te czynniki, które występowały w embrionalnych komórkach macierzystych (ang. Embryonic Stem Cell; ESC), lecz zostały utracone w trakcie dorastania i formowania się poszczególnych tkanek. Następnie, za ich pomocą zdołali „odmłodzić” fibroblasty myszy oraz człowieka i przywrócić im zdolność do samooodnawiania się.
Odkrycie tzw. indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (ang. induced-pluripotent stem cells; iPSC) stanowiło prawdziwy przełom w badaniach nad regeneracją narządów, a ogromne nadzieje wiązali z nimi zarówno naukowcy jak i lekarze.
- Mogąc pozyskiwać pluripotencjalne komórki macierzyste od poszczególnych ludzi, mamy nadzieję uzyskać klucz do odnowy wszystkich narządów danego osobnika. - komentuje dla nas prof. dr hab. Maciej Kurpisz, kierownik Zakładu Biologii Rozrodu i Komórek Macierzystych Instytutu Genetyki Człowieka PAN w Poznaniu - W istocie zyskujemy nieograniczoną pulę samoodnawialnych komórek, które będziemy mogli zaprząc do indywidualnej terapii komórkowej, na każdym etapie życia osobniczego.
Dodaje również, że tworzone de novo komórki pluripotencjalne nie budzą dylematów na tle etycznym, nie wchodzą w konflikt z układem odpornościowym biorcy, a dodatkowo, ich zastosowanie pozwala ominąć jedną z najistotniejszych przeszkód, czyli tzw. barierę starzenia się komórek macierzystych.
Mimo ogromnych zalet, zastosowanie iPSC wciąż stwarzało jednak pewne trudności. Główną przeszkodą był fakt, że do ich pozyskiwania wykorzystywano tzw. wektory retrowirusowe, zwiększające ryzyko powstawania groźnych mutacji i formowania się guzów nowotworowych. Metody te były również mało wydajne.
Konieczne stało się zatem opracowanie nowych, bezpieczniejszych i bardziej skutecznych technik indukowania puripotencjalności w dorosłych komórkach somatycznych.
Jeden z takich nowatorskich sposobów zaprezentowali niedawno naukowcy z Johns Hopkins University (USA), którzy wektory pochodzenia wirusowego zastąpili kolistymi cząsteczkami DNA - plazmidami wprowadzanymi do komórek za pomocą elektroporacji, czyli impulsów elektrycznych tworzących w błonie minimalne pory.
Nowy sposób okazał się być najbardziej wydajny w przypadku komórek uzyskiwanych z krwi pępowinowej i hodowanych w kulturze razem z komórkami szpiku kostnego, stanowiącymi naturalne środowisko procesów hemopoezy, czyli inaczej krwiotworzenia. Aż 50-60% z nich ulegało odróżnicowaniu już po zaledwie 7 - 14 dniach. Metoda ta przyniosła również efekt w przypadku komórek pobranych z krążącej krwi oraz szpiku kostnego.
Naukowcy porównują obecnie nowe iPSC z tymi otrzymanymi za pomocą innych metod oraz testują ich zdolność do przekształcania się różne typy tkanek. Wierzą, że ich bezwirusowa metoda stworzy zupełnie nowe możliwości medycynie regeneracyjnej oraz przyspieszy badania nad zrozumieniem procesów rozwoju embrionalnego i starzenia się komórek.
Autor: Anna Kurcek
Literatura:
Johns Hopkins Researchers Return Blood Cells to Stem Cell State http://www.hopkinsmedicine.org/
Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors
Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste — geneza, problemy oraz perspektywy wykorzystania w terapii chorób serca http://www.kardiologiapolska.pl/
KOMENTARZE