211service.com
Kmenové buňky bez embryí
Zdá se, že dvě skupiny vědců nezávisle na sobě dosáhly jednoho ze svatých grálů regenerativní medicíny: přeprogramování dospělých lidských buněk, aby se chovaly jako embryonální kmenové buňky, bez použití embrya nebo lidského vajíčka. Tato metoda by mohla poskytnout způsob, jak vyrobit kmenové buňky specifické pro pacienta, což je výkon, který u lidí dosud nebyl dosažen. Takové buňky by mohly být nakonec použity pro studium složitých genetických onemocnění nebo pro transplantace buněk nebo tkání bez obav z imunitního odmítnutí.
Průlomové buňky: Vědci z University of Wisconsin-Madison úspěšně přeprogramovali kožní buňky (zde zobrazeny), aby fungovaly jako embryonální kmenové buňky. Tato metoda by mohla poskytnout efektivnější způsob generování kmenových buněk – takový, který nevyvolává etické obavy.
Nová technika také odstraňuje hlavní etické námitky proti výzkumu embryonálních kmenových buněk: vytváření a ničení lidských embryí. Je to 10 let, co jsme odvodili první linie embryonálních kmenových buněk, což rozpoutalo bouři kontroverze, která trvá dodnes, říká James Thomson , biolog z University of Wisconsin-Madison, který v roce 1998 izoloval první lidské embryonální kmenové buňky a vedl novou práci. Věřím, že tyto výsledky jsou začátkem konce této kontroverze.
Dvě skupiny – jedna vedená Shinya Yamanaka na Kyoto University v Japonsku a jeden vedený Thompsonem a Junyingem Yu na University of Wisconsin – odděleně zkonstruované lidské kožní buňky k expresi čtyř různých genů. Z důvodů, které vědcům dosud nejsou jasné, se zdá, že vystavení buněk těmto genům vrací vývojové hodiny zpět. Obě skupiny zjistily, že výsledné buňky vykazují dvě hlavní vlastnosti, které definují embryonální kmenové buňky. Jsou pluripotentní, což znamená, že se mohou vyvinout v jakýkoli typ buňky v těle a mohou se ve svém nediferencovaném stavu zjevně nekonečně dělit.
Uvítal bych tuto jinou metodu, protože je snazší získat materiál a nevyvolává etické otázky, které by někteří považovali za znepokojující, říká Doug Melton , ředitel Harvard Stem Cell Institute. Stejně důležité je, že použití tohoto jiného přístupu by mělo enormně zvýšit objem finančních prostředků dostupných pro výzkum.
Embryonální kmenové buňky byly cílem jak humbuku, tak naděje kvůli jejich potenciální schopnosti nahradit buňky poškozené při nemocech, jako je Parkinsonova choroba a diabetes. Jsou také zdrojem etických kontroverzí: buňky pocházejí z přebytečných lidských embryí vyřazených po oplodnění in vitro a jejich získání vyžaduje zničení embryí. Prezident Bush v roce 2001 přísně omezil federální financování výzkumu embryonálních kmenových buněk.
Kromě potenciálního dopadu přeprogramování na etickou debatu kolem embryonálních kmenových buněk je jednou z jeho největších výhod to, že poskytuje alternativní způsob produkce kmenových buněk, které jsou geneticky přizpůsobeny jedinci. Přeprogramované pluripotentní buňky odvozené z kožních buněk jednotlivce by mohly být nakonec použity pro tkáňové transplantace bez rizika imunitního odmítnutí. Buňky odvozené od někoho s Parkinsonovou chorobou nebo diabetem by mohly poskytnout vědcům nové modely pro studium těchto komplexních genetických onemocnění. (Viz znovuzrození kmenových buněk a naděje skutečných kmenových buněk.)
Jediný jiný způsob produkce takových buněk – lidské terapeutické klonování – má své vlastní technické a etické problémy a dosud nebyl dosažen. Vyžaduje také lidská vajíčka, která se ukázala jako extrémně náročná na získání. (Viz Lidské terapeutické klonování na mrtvém bodě.) Ian Wilmut, vědec, který vedl úsilí o naklonování ovce Dolly, v pátek oznámil, že plánuje zaměřit úsilí své skupiny na přeprogramování spíše než na klonování.
Vědci však naléhají na pokračující financování metod založených na embryích, dokud nebude o těchto nových typech buněk známo více. Dokud se neprokáže, že alternativa produkuje stejný druh extrémně všestranných, normálních buněk, které získáváme z dříve zmrazených lidských blastocyst, bylo by nespravedlivé vůči pacientům zříci se tohoto přístupu, říká Melton z Harvard Stem Cell Institute.
Zatímco nové buňky vypadají a chovají se jako embryonální kmenové buňky, zatím není jasné, jak podobné jsou. Většina markerů, které známe v embryonálních kmenových buňkách, je exprimována těmito kmenovými buňkami, říká Yu University of Wisconsin. Ale opravdu netušíme, jestli je tam nějaký podstatný rozdíl. Počáteční experimenty z kjótské laboratoře Yamanaka naznačují, že existují alespoň nějaké rozdíly: screening exprese 30 000 genů ukázal, že pluripotentní buňky jsou podobné, ale ne totožné s embryonálními kmenovými buňkami.
Oba týmy použily virovou DNA k zavedení genů pro čtyři transkripční faktory – proteiny, které zapínají jiné geny v buňce – do fibroblastů, což je typ kožních buněk. (Dva z těchto transkripčních faktorů byly stejné v obou skupinách; dva byly různé. Všechny byly dříve identifikovány v embryonálních kmenových buňkách.) Vědci se domnívají, že když jsou transkripční faktory exprimovány v dospělých buňkách, aktivují genetickou kaskádu, která vrací buňku a její DNA do embryonálního stavu.
Po implantaci do myší buňky vytvořily kouli tkáně obsahující více typů diferencovaných buněk, což je standardní test na pluripotenci buněk. Yamanakův tým také ukázal, že buňky se mohou diferencovat na svalové a nervové buňky pomocí stejných protokolů, jaké se používají u embryonálních kmenových buněk. Zjištění byla dnes zveřejněna online v časopisech Buňka a Věda .
Než budou tyto buňky zvažovány pro humánní terapeutika, budou muset výzkumníci vyvinout alternativní způsob exprese transkripčních faktorů. V současnosti používané viry se mohou integrovat do genomu a představovat potenciální bezpečnostní riziko. Zatím není jasné, jak těžké toho bude dosáhnout, ale Thomson říká, že jeho skupina a další už na tomto problému pracují.
I když je ještě potřeba udělat hodně práce, Thomson říká, že zjištění pravděpodobně urychlí tempo výzkumu tím, že podpoří více vědců, aby studovali kmenové buňky, a navýší financování tohoto oboru. Můj osobní barometr optimismu se hodně zvedl, říká. Myslím, že mladí vyšetřovatelé se tomuto oboru vyhýbali kvůli etickým otázkám... Nyní věřím, že stále více laboratoří přejde na tuto metodu.