211service.com
Inženýrství kmenových buněk nabízí záchranné lano ohroženým druhům
V roce 1972 začala skupina prozíravých ochránců přírody v San Diegu zmrazovat vzorky kůže ohrožených druhů. Doufalo se, že věda nakonec najde způsob, jak pomocí buněk pomoci oživit tyto křehké populace.
Zpět z dálky: Vědci vytvořili kmenové buňky ze zmrazených vzorků kůže ohroženého severního bílého nosorožce.
Jeanne Loringová a spolupracovníci z výzkumného institutu Scripps udělali klíčový krok k naplnění této naděje vytvořením kmenových buněk ze zmrzlých kožních buněk dvou takových druhů – vrtačky stříbřité a nosorožce severního bílého.
V blízké budoucnosti vědci plánují vybudovat zmrazenou zoo kmenových buněk, které by vědci mohli použít ke studiu genomů zvířat a možná k vytvoření terapií kmenovými buňkami pro zvířata. (Drill opice žijící v zajetí často trpí cukrovkou, což je vysoce aktivní oblast výzkumu v oblasti lidských kmenových buněk.)
V delším časovém horizontu vědci doufají, že budou schopni použít buňky k vytvoření spermií a vajíček, které by byly začleněny do šlechtitelských programů na podporu genetické rozmanitosti silně omezených populací; bílý nosorožec je na pokraji vyhynutí a dnes žije pouze sedm zvířat. Nemnožili se léta.
Loring, ředitel Centra pro regenerativní medicínu ve Scripps, říká, že prozíravost, kterou měli v 70. letech 20. století, při zahájení tohoto programu. V té době nebyl zveřejněn žádný genom a představa, že se to někdy stalo, byla sci-fi. Její tým si klade za cíl vytvořit kmenové buňky pro nejméně 10 dalších druhů, včetně sněžných leopardů a některých druhů slonů. San Diego's Frozen Zoo obsahuje vzorky tkání z více než 800 druhů.
K vytvoření kmenových buněk použil Inbar Friedrich Ben, postdoktorandský výzkumník v Loringově laboratoři, techniku poprvé vyvinutou v roce 2007 nazvanou přeprogramování indukovaných pluripotentních kmenových (iPS) buněk. Hrstka genů, které jsou normálně aktivní ve vyvíjejícím se embryu, je exprimována v diferencované buňce, jako je kožní buňka, což způsobuje, že se tato buňka vrátí zpět do svého nediferencovaného stavu.
K jejich velkému překvapení lidské geny, které se obvykle používají k přeprogramování lidských buněk, mohly také přeprogramovat kožní buňky z opice i nosorožce, i když s mnohem nižší účinností. Přesto přeprogramované buňky vykazovaly definující charakteristiky indukovaných pluripotentních kmenových buněk; obě se mohly diferencovat na různé typy buněk a generovat více samy sebe. Výzkum byl zveřejněn tento týden v Přírodní metody .
Tato metoda připravuje cestu k záchraně ohrožených druhů, jako jsou pandy velké, gepardi, tygři, gorily ve východní Africe, a dokonce i vyhynulé druhy, jako je koza bucardo, říká Robert Lanza , hlavní vědecký pracovník společnosti Advanced Cell Technology. Otevře cestu novým strategiím, které pomohou zachovat biologickou rozmanitost a reagovat na výzvy související s rozsáhlým vymíráním. Lanza nebyl do studie zapojen.
Pro zvířata, jako je bílý nosorožec, představuje každá smrt vážnou ztrátu genofondu, což následně oslabuje populaci. Vytvořením kmenových buněk ze zvířat, která zemřela, by mohly být jejich geny znovu zavedeny, aby se zachovalo přežití a genetická rozmanitost druhu, říká Lanza. Horská koza bucardo by mohla být vzkříšena pomocí této technologie, pokud by byla kombinována s běžným programem chovu koz.
Vytvoření nového zvířete z kmenové buňky je pravděpodobně běh na dlouhou trať. Výzkumníci by museli nejprve vytvořit spermie nebo vajíčka z kmenových buněk a poté je použít se spermiemi nebo vejci ze živého zvířete k vytvoření embrya. Vědci zabývající se plodností horlivě hledají způsoby, jak vyvinout spermie a vajíčka z kmenových buněk za účelem léčby lidské neplodnosti, a Loring doufá, že tyto technologie by mohly být aplikovány na tato zvířata.
Před vývojem přeprogramování buněk iPS používala Lanzova skupina klonování – metodu používanou k vytvoření ovce Dolly – k pokusu o reprodukci dvou druhů divokého dobytka; guar a kriticky ohrožený banteng. Klonování se však pro ochranu druhů nehodí, protože jde o technicky náročný proces, jehož výsledkem jsou často nemocná nebo zdeformovaná zvířata.
Lanza říká, že dalším způsobem, jak využít kmenové buňky k rozmnožování ohrožených druhů, by bylo vstříknout do embrya buňky běžného příbuzného druhu a pak pomocí různých experimentálních technik přimět buňky pocházející z ohroženého zvířete, aby vyrostly v plod. Jeho tým ukázal, že tento přístup funguje u myší.