Jak uzyskać komórki macierzyste

dr n. biol. Marta Koton-Czarnecka
opublikowano: 05-12-2007, 00:00

Dorosłe komórki skóry, błona śluzowa macicy i spermatogonia to kilka z możliwych źródeł pozyskiwania pluripotentnych komórek macierzystych, o których ostatnio donosili naukowcy. Prace nad metodami otrzymywania komórek pnia, alternatywnymi do kontrowersyjnego klonowania zarodków prowadzone są równie intensywnie, jak badania nad ich medycznymi zastosowaniami.

Ten artykuł czytasz w ramach płatnej subskrypcji. Twoja prenumerata jest aktywna
Dwóm niezależnym zespołom badawczym z Uniwersytetu Wisconsin-Madison (USA) i Uniwersytetu w Kioto (Japonia) udało się przekształcić fibroblasty pobrane ze skóry dorosłych osób w komórki macierzyste posiadające wszystkie cechy pluripotencjalnych komórek pnia i zdolne do różnicowania się w dowolne komórki, nazwane komórkami IPS (induced pluripotent stem cells). Wyniki tych doświadczeń opublikowano pod koniec listopada w pismach Science i Cell. Rok wcześniej identyczną operację japońscy naukowcy wykonali w komórkach mysich. Następnie wykorzystując komórki macierzyste pochodzące od przeprogramowanych dorosłych komórek skóry stworzyli nową mysz.
„Podobną modyfikację fibroblastów w kierunku nadania im właściwości komórek macierzystych wykonaliśmy już w 2005 roku - mówi dr hab. n. med. Piotr Rieske z Zakładu Patologii Molekularnej i Neuropatologii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi. - Oddziałując na fibroblasty różnymi czynnikami zewnątrzkomórkowymi, takimi jak hormony i czynniki wzrostu, udało nam się uzyskać kilka z cech komórek macierzystych. Udowodniliśmy tym samym, że takie przekształcenie jest możliwe".
Praca opisująca sposób wykonania tego eksperymentu i uzyskane wyniki została opublikowana w grudniu 2005 r. w czasopiśmie Differentiation. Dr hab. P. Rieskie jest jej pierwszym autorem.
Japońscy i amerykańscy uczeni otrzymali komórki macierzyste wprowadzając do fibroblastów wektory retrowirusowe z czterema genami, które normalnie są wyłączane w trakcie życia osobniczego, po zakończeniu rozwoju embrionalnego. Oba zespoły wykorzystały geny OCT3/4 i SOX 2, Japończycy użyli ponadto genów KLF4 i c-MYC, a Amerykanie - NANOG i LIN 28. Przeprowadzona transdukcja wymusiła nadekspresję kilku białek i w obu przypadkach poskutkowała otrzymaniem komórek posiadających wszystkie cechy i właściwości komórek pnia. Nie różniły się one od embrionalnych komórek macierzystych pod względem morfologii, proliferacji, antygenów powierzchniowych, ekspresji genowej, statusu epigenetycznego i aktywności telomeraz. Z otrzymanych w wyniku transdukcji komórek wyhodowano komórki wszystkich trzech listków zarodkowych. Reprogramowano komórki pobrane ze skóry twarzy 36-letniej kobiety oraz wyizolowane z tkanki łącznej 69-letniego mężczyzny.
„Dokonane przez Japończyków i Amerykanów modyfikacje genowe nie były permanetne, gdyż użyto wektorów, które rozpadają się po pewnym czasie po wprowadzeniu ich do komórki. Uważam, że było to bardzo inteligentne podejście do problemu, zastosowana metoda okazała się bardzo dobra, lepsza od naszej zarówno pod względem wydajności, jak i charakterystyki uzyskiwanych w jej efekcie komórek - twierdzi dr hab. Piotr Rieske. - Opracowanie metody reprogramowania dorosłych fibroblastów jest prawdziwym przełomem w badaniach nad pozyskiwaniem komórek macierzystych. Eksperymenty te będą oczywiście kontynuowane, także przez nas. Wykorzystując nową metodę wprowadzania do wewnątrz komórek czynników transkrypcyjnych i dokonywania nadekspresji wybranych białek komórkowych, chcielibyśmy teraz dowiedzieć się, czy fibroblasty są komórkami wyjątkowymi, czy podobną manipulację można przeprowadzić także w innych komórkach organizmu, np. keranocytach, hepatocytach, astrocytach czy komórkach progenitorowych".

A może niedojrzałe plemniki?

Próby sprowokowania niedojrzałych plemników do przekształcenia ich w komórki macierzyste prowadzi kilka zespołów na świecie. Najwięcej udało się jak dotychczas osiągnąć naukowcom z Weill Cornell Medical College w Nowym Jorku (USA), którzy rezultaty swoich badań opublikowali we wrześniu br. w Nature. Na powierzchni pobieranych z jąder myszy spermatogoniów odkryli specyficzny marker, nazwany GPR 125, co znacznie ułatwiło izolację pożądanych komórek. Ponadto opracowali system hodowania wyizolowanych komórek GPR 125 pozytywnych pozwalający na stosunkowo szybkie przekształcanie ich w komórki macierzyste. Dzięki temu znacząco podniesiono wydajność metody, co jest niezwykle istotne w przypadku ewentualnego praktycznego wykorzystania jej w przyszłości w medycynie. Naukowcy udowodnili także, że wyhodowane przez nich komórki MASCs (multipotent adult spermatogonial-derived stem cells) mogą zostać zamienione w funkcjonalne komórki naczyń krwionośnych, tkanki serca lub tkanki mózgowej.

Komórki z krwi menstruacyjnej

Źródłem pluripotentnych komórek macierzystych może być także krew menstruacyjna zawierająca fragmenty złuszczającej się błony śluzowej macicy - donieśli w połowie listopada na łamach Journal of Translational Medicine naukowcy z Bio-Communications Research Institute w Kansas (USA). Wyizolowane z krwi menstruacyjnej komórki macierzyste nazwano endometrialnymi komórkami regenerującymi (endometrial regenerative cells, ERC). Według ich odkrywców, mają one znacznie większy potencjał niż komórki pochodzące ze szpiku czy z krwi pępowinowej - dzielą się znacznie szybciej (co 20 godzin) i wydzielają ogromną ilość czynników wzrostu. Naukowcom udało się wyprowadzić z komórek ERC aż dziewięć różnych linii komórkowych, m. in. kardiomiocyty, miocyty, komórki wątroby, trzustki i nabłonka płuc.
Wyizolowanie komórek macierzystych z krwi menstruacyjnej powiodło się także badaczom pracującym w największym na świecie banku krwi pępowinowej Cryo-Cell International na Florydzie. Choć wyniki ich prac nie zostały nigdzie opublikowane, ośrodek opatentował już technologię oczyszczania i przechowywania krwi menstruacyjnej. Usługa taka jest dostępna dla klientek od listopada tego roku.
„Jak widać, pomysłów na pozyskiwanie komórek macierzystych jest sporo. Badania prowadzone są wielotorowo, a na obecnym etapie trudno jest przewidzieć, która z dróg okaże się najlepsza i znajdzie praktyczne zastosowanie w medycynie. Być może do podobnych rezultatów uda się dojść kilkoma metodami" - podsumowuje dr hab. n. med. Piotr Rieske.

Źródła: Cell 2007, 20 listopada online; Science 2007, 20 listopada online; Journal of Translational Medicine 2007, 5: 57; Nature 2007, wrzesień, 449: 346-350; Differentiation 2005, grudzień, 73: 474-83.

Źródło: Puls Medycyny

Podpis: dr n. biol. Marta Koton-Czarnecka

Najważniejsze dzisiaj
× Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.