O rewolucyjnym odkryciu dokonanym przez dwa zespoły - amerykański i japoński - donoszą "Cell" i internetowe wydanie "Science".

Komórki macierzyste to jedne z najbardziej niezwykłych cegiełek życia. Mają one niemal nieograniczoną zdolność przekształcania się we wszystkie komórki ludzkiego organizmu. Oznacza to, że np. wszczepione do uszkodzonego mięśnia sercowego przyczynią się do jego regeneracji.

Reklama

Badacze mają nadzieję, że już niedługo będzie ich można użyć do transplantacji i leczenia śmiertelnych chorób. Na długiej liście schorzeń, z którymi będziemy walczyć za pomocą tych niezwykłych komórek, znajdują się m.in.: choroba Parkinsona, Alzheimera, urazy rdzenia kręgowego lub mięśni, a nawet rak czy cukrzyca.

Kontrowersyjne komórki zarodkowe
Istnieje wiele rodzajów komórek macierzystych. Jednym z nich są tzw. dorosłe komórki macierzyste, które pochodzą z różnych tkanek rozwiniętego już organizmu (np. z krwi pępowinowej, a nawet menstruacyjnej). Jednak nasze ciało produkuje ich niewiele. W dodatku ich możliwości różnicowania się są ograniczone.

Innym źródłem komórek macierzystych są tzw. macierzyste komórki zarodkowe. Powstają one na najwcześniejszych etapach tworzenia się embriona, wkrótce po połączeniu komórki jajowej z komórką plemnika. Uczeni mówią o macierzystych komórkach zarodkowych, że są pluripotentne (z łac. wiele mogące), bo mogą dać początek każdemu z 220 rodzajów komórek dorosłego organizmu człowieka (poza komórkami łożyska). Jednak aby je uzyskać, trzeba zniszczyć lub ingerować w zarodek. I to właśnie rodzi wątpliwości etyczne.

Najnowsze osiągnięcia uczonych japońskich i amerykańskich dają nadzieję, że nareszcie udało się ominąć ten problem. Uzyskane przez nich komórki okazały się bowiem pluripotentne i niemal pod każdym względem podobne do macierzystych komórek zarodkowych!

Jak cofnąć czas
W jaki sposób można zmusić komórkę skóry, by niejako cofnęła się w rozwoju i przekształciła się w komórkę macierzystą? Uczeni osiągnęli to za pomocą manipulacji genetycznej. Pionierami tej metody byli naukowcy z Japonii pod wodzą prof. Shinya Yamanaka z Uniwersytetu w Kioto. W zeszłym roku przeprowadzili doświadczenie na komórkach pobranych z koniuszka ogona myszy. Wprowadzili do nich cztery tzw. czynniki transkrypcyjne - białka wpływające na to, która informacja zapisana w DNA zostanie wykorzystana do budowy komórki. Pod wpływem czynników transkrypcyjnych komórki z ogona myszy zamieniły się w komórki pluripotentne.

Następnie Japończycy przeprowadzili takie same doświadczenia z komórkami ludzkimi. Wykorzystali przy tym ten sam zestaw czynników transkrypcyjnych. I okazało się, że ponownie uzyskali pluripotentne komórki! W kolejnych eksperymentach przekształcili je w neurony oraz w komórki mięśnia sercowego. Po 12 dniach różnicowania in vitro skupiska tych komórek w laboratoryjnym szkiełku zaczęły już tętnić jak serce.

Co z tego wynika

Uczeni amerykańscy zastosowali analogiczną metodę co Japończycy (z nieco innym zestawem czynników transkrypcyjnych) i osiągnęli podobny efekt. Jak przewiduje prof. James Thomson z University of Wisconsin-Madison, stojący na czele amerykańskiej grupy badawczej, stworzone przez jego zespół komórki będą miały prawdopodobnie większe znaczenie niż komórki zarodkowe.













Wyjaśnia to DZIENNIKOWI dr Junying Yu z Genome Center of Wisconsin. "Za sprawą nowo opracowanej technologii podobne do zarodkowych pluripotentne komórki macierzyste staną się szeroko dostępne. Będzie można je uzyskiwać od osób z różnorodnym zapleczem genetycznym, co może być niezwykle cenne zarówno dla badań nad skutecznością leków, jak i badań nad szczegółowymi modelami wielu chorób".

To jednak nie koniec korzyści, jakie obiecuje nowa metoda pozyskiwania komórek macierzystych. Może ona bowiem oznaczać kolejną rewolucję w leczeniu niepłodności. Dr Shinya Yamamnaka z Kioto wyjaśnia, że wraz z rozwojem technologii z takich przeprogramowanych komórek skóry prawdopodobnie będzie można wyhodować również komórki rozrodcze - jajeczka i plemniki.

Idealne przeszczepy
Wyhodowane przez Japończyków i Amerykanów komórki macierzyste mają jeszcze jedną przewagę nad zarodkowymi. Chodzi o tzw. zgodność tkankową pomiędzy organizmami dawcy i biorcy. W przypadku przeszczepiania obcych komórek zawsze istnieje wysokie ryzyko, że organizm biorcy je odrzuci.




"W przypadku tych komórek reakcja ze strony układu odpornościowego nie powinna być problemem" - przewiduje prof. Thomson. Można bowiem sobie wyobrazić, że dla każdego pacjenta hodowane będą odpowiednie komórki lub tkanki do przeszczepu z komórek macierzystych pochodzących z jego własnej skóry.

Według prof. Thomsona będzie to na tyle proste, że przeciętne laboratorium biologii molekularnej zdoła dokonać tego przeprogramowania.

Na nasze pytanie, jak długo może potrwać udoskonalenie technologii, którą opracował jego zespół, dr Yu odpowiada, że może to równie dobrze potrwać kilka miesięcy, jak i parę lat. Zaś dr Yamanaka dodaje: - Nie mam pojęcia, ile czasu może to zająć, ale z całą pewnością współzawodnictwo między laboratoriami bardzo przyspieszy ten proces.