Ten tydzień posunął medycynę regeneracyjną o jeden krok dalej. Produkcja sklonowanych embrionalnych komórek macierzystych (ESC) naczelnych i przeprogramowanie dojrzałych ludzkich komórek stanowią kamienie milowe w zagadnieniu produkcji komórek pluripotencjalnych, które to mogą rozwinąć się w niemal każdą z 200 rodzajów komórek ciała. Ludzkie ESC posiadają właśnie tę właściwość, a używane w badaniach pochodzą zwykle z pozostałości zarodków stworzonych podczas zapłodnienia in vitro. Lecz naukowcy chcą stworzyć komórki pluripotencjalne, które są genetycznie dopasowane do indywidualnych pacjentów. Takimi komórkami można by później potraktować schorzenia takie jak choroba Parkinsona, czy cukrzyca, albo wykorzystać do modelowania rozwoju chorób. Klonowanie oferuje jeden sposób, aby stworzyć takie komórki. W tym tygodniu załoga prowadzona przez Shoukhrata Mitalipova z Oregon Health & Science University w Beaverton doniosła o pierwszym stworzeniu ESC ze sklonowanych małpich embrionów. Do tej pory sklonowane ESC pochodziły z zarodków mysich. Dokonanie tego u naczelnych jest „ jak przełamanie bariery dźwięku” powiedział Robert Lanza z Advanced Cell Technology w Los Angeles. Stworzenie w 1996 roku sklonowanej owcy Dolly wyzwoliło gwałtowny wzrost ilości organizmów sklonowanych. Ale ciągłe niepowodzenia w osiągnięciu sklonowanych ludzkich lub małpich zarodków napawały pesymizmem. W 2003 roku Gerald Schatten, zajmujący się klonowaniem naczelnych, powiedział: „Z aktualnym podejściem technika transferu jądrowego do produkcji zarodkowych komórek macierzystych pochodzących od naczelnych , lecz nie od człowieka, może być poważną trudnością- a klonowanie rozrodcze nieosiągalne” . Było to zaraz po jego nieudanych próbach wyprodukowania jednego klonu z dostępnych 716 małpich komórek jajowych. Potem, w lutym 2004 roku, Woo Suk Hwang, wtedy z Seoul National University w Korei, ogłosił że udało mu się wytworzyć ludzkie ESC. Ale w lutym 2006 r. obalono wiarygodność tych rezultatów, i znów zastanawiano się czy Schatten nie miał czasem racji. Grupa naukowców Shoukhrat’a Mitalipov’a przez prawie dekadę próbowała osiągnąć możliwość klonowania reprodukcyjnego na małpach, na co przeznaczono około 15 000 komórek jajowych. Po tym jak wyniki Hwang’a okazały się fałszywe, naukowcy zdecydowali zająć się zamiast klonowaniem rozrodczym, to rozwojem sklonowanych linii zarodkowych komórek macierzystych. Pobrali komórki skóry od Samosa, 9-letniego makaka rezusa, i wstawili jądro komórkowe do jajeczek pozbawionych własnego materiału genetycznego. Do stycznia 2007 mieli już linię komórkową, która zachowała swoją zarodkową pluripotencję, a po kilku miesiącach byli w posiadaniu kolejnej. Jednak przed klonowaniem rozrodczym w małpach wciąż długa droga. W kwietniu, po stworzeniu dwóch linii komórkowych, załoga Mitalipova próbowała przetransferować 77 zarodków do matek zastępczych. Zabieg się nie udał. Wielu naukowców waha się z wprowadzeniem tej techniki u ludzi, gdyż wymaga ona poddania kobiety nieprzyjemnym procedurom, które niosą ze sobą poważne ryzyko uszczerbku na zdrowiu. Łącznie drużyna Mitalipov’a zużyła 304 komórki jajowe do wyprodukowania dwóch linii komórkowych naczelnych. Naukowcy wciąż mają blade pojęcie o tym, co oddziela większość niepowodzeń od rzadkich sukcesów. Ale jest jeszcze kolejny obiecujący sposób stworzenia pluripotencjalnych komórek, który nie wymaga komórek jajowych, albo kontrowersyjnego niszczenia zarodków. Shinya Yamanaka z Uniwersytetu w Kyoto w Japonii doniósł, że wytworzył pluripotencjalne komórki z ludzkich komórek skóry, i tego samego dnia naukowcy pod wodzą Jamesa Thomsona z Uniwersytetu Wisconsin, Madison, donieśli o tym samym. Praca Yamanaki opiera się na ekscytującym doświadczeniu ostatniego roku, które polega na wprowadzeniu czterech czynników transkrypcyjnych (kodowane przez geny Oct4, Sox2, c-Myc i Klf4), do mysich komórek skóry przeprogramowujących te komórki w stan „zarodkopodobny”. Tegorocznej wiosny Yamanaka i inne grupy donieśli że użyli tych samych czterech czynników, aby stworzyć komórki niczym nie różniące się od ESC. Z powodu podstawowych różnic pomiędzy ludzkimi i mysimi komórkami, Yamanaka był zaskoczony, że te same cztery czynniki dają identyczne rezultaty u ludzi. Drużyna naukowców wygenerowała 10 pluripotencjalnych linii z kultury 50 000 komórek skóry, które podlegały tym czterem czynnikom. Próbka skóry została pobrana od 36 letniej kaukaskiej kobiety. Yamanaka powtórzył to doświadczenie z komórkami pochodzącymi z mazi stawowej od 69 letniego mężczyzny, co zaowocowało podobnym rezultatem. Podczas pasażowania pluripotencjalne komórki przyjęły charakterystyczny płaski kształt ESC. Dlaczego tak mało komórek sukcesywnie formuje te indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPS) jest tajemnicą, którą Yamanaka ciągle próbuje rozwiązać. Ale ponieważ używa on tak taniego źródła- komórek które można uzyskać w milionach z jednej tylko biopsji skóry- niski plon nie stanowi problemu. W porównaniu do ludzkich ESC- po tylu politycznych sporach i mozolnych próbach, są tylko trzy linie komórkowe w Japonii- jego technika jest efektywna. Podobnie jak mysie indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste , iPS ludzkie z laboratorium Yamanaki zdały podstawowe testy, włącznie ze zdolnością do tworzenia nowotworu u myszy zmodyfikowanej w kierunku dysfunkcji układu immunologicznego. Ale czy są one rzeczywiście pluripotencjalne? Większość naprawdę precyzyjnych testów przeprowadzonych na myszach jest po to, aby zobaczyć czy wszystkie jednostki mogą być stworzone z komórek iPS i czy te komórki połączone z zarodkiem ulegają ekspresji we wszystkich tkankach chimerycznych myszy. Takie testy nie mogą być przeprowadzone na komórkach ludzkich. Jeśli komórki są do użycia w terapii albo w badaniach nad wpływem chorób na poszczególne tkanki to nie ma znaczenia. Komórki Yamanaki były w stanie formować neurony i komórki mięśnia sercowego, które to po 12 dniowym różnicowaniu, zaczęły bić wraz z rytmem serca. Ale komórki iPS mają wady. Wprowadzenie czterech „czynników Yamanaki” wymaga genetycznych manipulacji i użycia wirusowych wektorów, które agencje zdrowia niechętnie zaaprobowałyby do klinicznego użycia. Przy czym jeden z czynników, c-myc, jest prawdopodobnie odpowiedzialny za powstawanie nowotworu u myszy. Thomson, który pierwszy wyizolował i prowadził kulturę ludzkich ESC, przeszedł długą drogę do rozwiązania tych problemów. On także użył czterech czynników wprowadzonych przez wektory wirusowe, aby przeprogramować ludzkie komórki naskórka, ale tylko dwa czynniki z tych czterech się powtórzyły, nie użył czynnika c-myc. Co więcej, odkrycie że różne sposoby skutkują w przeprogramowywaniu, może sugerować że naukowcy mają szerokie spektrum możliwości w sposobie znalezienia klinicznie akceptowalnej odmiany selekcji Yamanaki. Strategia iPS jest głównym paradygmatem w przeprogramowaniu komórek, a jeśli dowiedzie swą efektywność i bezpieczeństwo na komórkach ludzkich, co najprawdopodobniej wkrótce się stanie, umniejszy rolę transferu jądra z komórki somatycznej (SCNT) w uzyskiwaniu komórek pluripotencjalnych indywidualnie dla pacjenta. Mitalipov twierdzi, że jajo jest tylko „ doskonałą maszyna przeprogramowującą” i jest przekonany że sklonowane komórki będą pierwsze aby udowodnić swą terapeutyczną wartość. Twierdzi że już ma więcej niż podwójnie ulepszoną sprawność techniki klonowania i przygotowuje się do klonowania klinicznego. W planach jest stworzenie sklonowanych linii komórek zarodkowych makaka Semos i kilku innych małp, aby wywołać w nich takie choroby, jak np. cukrzyca , a potem zobaczyć czy te ESC mogą zostać użyte do wyleczenia ich. Ponadto Mitalipov rozpoczął współpracę z Alison Murdoch i Mary Herbert z Newcastle University w Anglii. Grupa Murdocha ma licencje na pracę z ludzkimi zarodkami. „Nie mogę wciąż modelować” mówi Mitalipov. „Jeśli osiągniemy medyczny postęp, społeczeństwo zaakceptuje tę technologię.”


http://intl.emboj.org/