Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Od komórki somatycznej do macierzystej - krótką historię przeprogramowywania przedstawia pr
Podczas swojego wykładu wygłoszonego na Kongresie Eurobiotech 2013 prof. Maria Ciemerych-Litwinienko skoncentrowała się na indukowanych pluripotencjalnych komórkach macierzystych (tzw. komórkach iPS, ang. induced Pluripotent Stem), czyli takich, które zostały uzyskane poprzez przeprogramowanie komórek somatycznych. Dlaczego komórki macierzyste są takie ważne? Przy ich pomocy uda się zrozumieć a być może i leczyć takie schorzenia jak cukrzycę typu 1, chorobę Parkinsona, czy niewydolność mięśnia sercowego.

Prof. Ciemerych‑Litwinienko: Przez przeprogramowywanie należy rozumieć zmianę zróżnicowanych komórek somatycznych [np.: tworzących tkankę mięśniową, nerwową, czy nabłonkową] w komórki zarodkowe  pluripotencjalne  które są w stanie zmienić się w dowolny rodzaj komórek tworzących najpierw zarodek, a następnie  dorosły organizm.

Pojęcie komórek somatycznych jest bardzo łatwe do wyjaśnienia  są to wszystkie komórki organizmu, za wyjątkiem komórek płciowych. Z kolei wyjaśnienie pojęcia pluripotencjalnej komórki macierzystej lepiej powierzyć ekspertom, takim jak prof. Ciemerych‑LitwinienkoKomórka pluripotencjalna to taka, która może przekształcić się w dowolny rodzaj komórki tworzącej zarodek, albo dorosły organizm, z wyjątkiem tkanek pozazarodkowych, takich jak na przykład te wchodzące w skład łożyska  to zastrzeżenie jest dość istotne. Komórki totipotencjalne to z kolei taki rodzaj komórek macierzystych, które mogą ulec zróżnicowaniu do każdego rodzaju komórek, w tym tych tworzących tkanki pozazarodkowe. Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPS) cechują się tym, że otrzymano je ze zróżnicowanych komórek somatycznych pochodzących od dorosłego organizmu lub też rozwijającego się płodu.

prof. Ciemerych‑Litwinienko: Przeprowadzono liczne doświadczenia, mające na celu znalezienie odpowiedzi na pytanie, czy jest możliwe uzyskanie komórek pluripotencjalnych identycznych pod względem genetycznym z komórkami danego pacjenta. Odpowiedź brzmi tak  jest to mozliwe na drodze przeprogramowywania komórek somatycznych."

Zanim opracowano technikę uzyskiwania komórek pluripotencjalnych z somatycznych, jedynym sposobem ich otrzymania była ich izolacja z zarodka. Mówimy wtedy o zarodkowych komórkach macierzystych. W momencie, kiedy możliwe stało się wytworzenie zarodkowych komórek macierzystych, zaczęto rozważać coś, co nazwano klonowaniem terapeutycznym. Z zarodkowych komórek macierzystych, można bowiem uzyskać każdy inny rodzaj komórek. Pierwszego klonowania terapeutycznego dokonano w 2002 roku, w laboratorium Rudolfa Jaenischa na MIT w Cambridge, USA. „Wyleczono” w ten sposób mysz, która z powodu braku genu kodującego jeden z enzymów istotnych dla powstawania limfocytów, pozbawiona była tych komórek. Badanie ludzkich zarodkowych komórek macierzystych jest bardzo kontrowersyjne ze względu na to, że aby je otrzymać trzeba zniszczyć zarodek. Uzyskanie indukowanych komórek pluripotencjalnych "zlikwidowało" ten problem.

Prof. Ciemerych‑Litwinienko: W 2006 roku Takahashi i Yamanaka opublikowali pierwszą pracę, w której opisano doświadczenie prowadzące do przekształcenia mysich fibroblastów [komórek tkanki łącznej właściwej] w pluripotencjalne komórki macierzyste. W 2007 roku zespół Yamanaki dokonał tego samego, ale już z wykorzystaniem ludzkich fibroblastów. Zatem udało im się przeprogramować komórkę somatyczną w pluripotencjalną komórkę macierzystą bez konieczności wykorzystania komórek zarodka. To był prawdziwy przełom. Za każdym razem, kiedy chce się obwieścić, że otrzymane komórki są rzeczywiście pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi, należy wykonać potwierdzające eksperymenty. Yamanaka i jego współpracownicy również musieli je wykonać, aby przekonać pozostałych naukowców o swoim sukcesie. Najlepiej stworzyć chimerowe zwierzę i wykazać, że analizowane komórki są obecne we wszystkich jego tkankach. Będzie to niepodważalny dowód, że badane komórki nie tylko mogą się przekształcić w dowolny rodzaj komórek somatycznych, ale również z powodzeniem namnażać się w warunkach in vivo.

Techniki uzyskiwania indukowanych komórek macierzystych są ciągle udoskonalane. Analiza molekularnych podstaw ich pluripotencji, ich zdolności do samoodnawiania się i zrozumienie wszelkich procesów zachodzących w komórkach iPS byłyby niemożliwe bez porównań z zarodkowymi komórkami macierzystymi, które w dalszym ciągu służą jako złoty standard.

Pluripotencjalne komórki macierzyste mają szansę znaleźć zastosowanie w medycynie regeneracyjnej. W terapiach uszkodzonych, czy źle funkcjonujących tkanek. Od 2008 roku uzyskiwane są natomiast liczne linie komórek iPS wykorzystywanych w badaniach nad podłożem chorób genetycznych czy badań farmakologicznych. Od niedawna tworzy się kolekcje komórek iPS dedykowanych takim właśnie badaniom.

Ministerstwo Zdrowia Japonii zatwierdziło pierwsze na świecie badania kliniczne z wykorzystaniem komórek macierzystych. Zostaną one rozpoczęte w 2014 roku w Kobe. Podczas tych badań komórki macierzyste wyprodukowane z komórek skóry sześciu pacjentów cierpiących na zwyrodnienie plamki żółtej, zostaną przeniesione do zdegenerowanej siatkówki w oczach tych pacjentów.

 

Wykład prof. Ciemerych‑Litwinienko odbył się podczas targów Eurobiotech 2013.

KOMENTARZE
Newsletter