Изследване на стволови клетки Самата клетка е живот; Гени - FAZ
Отнема много време, преди да станете млади, както се казва Пабло Пикасо за своето невъздържано творчество. На 90, когато изкуството му отдавна го е направило безсмъртен. А Барселона, където „всичко започна“ за Пикасо, сега се превръща в форум за младежта, дори за безсмъртието, макар и по съвсем различен начин: учени от цял свят ще пътуват до пристанищния град в Средиземно море следващата седмица за годишната среща на Международното общество за изследване на стволови клетки . Където Пикасо, както каза по-късно, разбираше къде може да стигне, младите изследователи сега може да изпитат нещо подобно.
Не само защото 2009 г. може да бъде съдбоносната за цялата изследователска област, тази конференция предлага достатъчно повод за дискусии, например за медицинския туризъм. В края на краищата, през януари FDA одобри първото клинично проучване за терапия, базирана на ембрионални стволови клетки. Тестовете за наранявания на гръбначния мозък тепърва ще покажат дали препаратът GRNOPC1 действително може да изпълни обещанията, дадени от Geron. На първо място, сигурността също е на преден план.
Този подход може просто да се окаже утопичен и Барселона засега няма да промени нищо. Независимо от това, медицинското бъдеще може да бъде решено тук. Ако препрограмирането на телесни клетки трябва да доведе до терапии за Паркинсонов или миокарден инфаркт, така наречените индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSe) се окажат свещеният граал на медицината без етични недостатъци, тогава Кръглата маса ще се срещне тук в Международния конвенционен център. Тяхната мисия: да приведат диференцираните телесни клетки в някакво първоначално състояние, за да пораснат желаната тъкан от тях, или по-просто: безсмъртие. И макар че рицарската група сега е доста голяма и не липсват теми - наскоро публикуваните резултати от проучването на Мюнстер трябва да предоставят всякакви теми за дискусия.
Яманака и последиците
Ако тези рицари на клетъчна култура в момента могат да назначат крал измежду тях, името му ще бъде - единодушно избрано - Шиня Яманака. Японският учен откри мощния iPSe след години на бърборене в лабораторията си в университета в Киото. За тази цел той контрабандно вкара четири специфични подмладяващи фактора в кожните клетки, използвайки вируси, които се превърнаха в почти неизчерпаем източник на клетки, способни да се размножават и променят. Функционални неврони и мускулни клетки най-накрая биха могли да бъдат получени от бившите фибробласти - и това отваря очаквания път за подходящо заместване на тъканите без реакция на отхвърляне и без консумация на ембриони, което църквата и политиката в Германия в частност критикуват.
Това, което Яманака и неговите колеги успяха да направят за първи път с мишки през 2006 г., скоро може да се повтори с човешка тъкан. Броят на въведените фактори също може да бъде намален до един с октомври 4 и сега са намерени алтернативи дори за ретровирусите - проблематично, тъй като те се загнездват в генома на клетките: някои екипи вместо това използват по-безвредните аденовируси като генни совалки, докато други изследователи се грижат за това по методически елегантен начин, за да се гарантира, че генетичната информация бързо изчезва отново след приключване на мисия, а други са успели в трансформацията на клетките тази година без генетична манипулация директно със съответните протеини: Потапянето в подмладяващия протеинов коктейл създава така наречените piPS.
Кой метод е в крайна сметка най-добрият, предстои да разберем - и също така дали iPSes всъщност са еквивалентни: „Въпреки че разбираме относително добре ембрионалните стволови клетки, сега трябва да сравним iPSs и техните възможности в детайли“, обяснява Konrad Hochedlinger. Полето се развива бързо: конкурентно, но има достатъчно отворени въпроси и ниши за конкуриращите се работни групи да се съсредоточат върху биологични механизми или терапевтични приложения, например. Hochedlinger прави изследвания в Харвардския институт за стволови клетки и се опитва, наред с други неща, с колегите си да използва механизми за клетъчно делене, за да увеличи ефективността на производството на iPS.
Терапии за клетъчни култури
Почти всяка седмица търговски списания като Nature, Cell, Stem Cells и техните специални издания могат да обявят по-нататъшен напредък, а самият Яманака сега дава кратък преглед на случващото се в природата. Той е убеден, че няма клетъчен елит, от който да излезе iPSe, но че повечето клетки, ако не всички, имат потенциал да го направят. Неговият "стохастичен модел" обаче изисква подходящи условия, така че процесите на молекулярно преструктуриране в клетките за препрограмиране да могат да се извършват "напълно и равномерно".
В Барселона Яманака ще говори за стволовите клетки като моделни системи. Тъй като въпреки всички препятствия, които все още трябва да бъдат преодолени за клинично приложение поради ниски добиви и нередовни генни дейности, те, като iPSe, са популярни миниатюри за изследване на болести. Например преди няколко седмици екипът, ръководен от Хуан Карлос Изписуа-Белмонте, директор на Центъра по регенеративна медицина в Барселона, успя да излекува наследствено заболяване в клетъчната култура: анемията на Fanconi може да бъде коригирана в iPS клетките на пациентите, така че впоследствие се появиха кръвни клетки без генетичен дефект. Експериментът само доказва идеята, както подчертава Белмонте, но обяснява в какво може да се превърне парче кожа.
Но може би не само кожата, която пациентите ще трябва да оставят в бъдеще. Друг източник може да се окаже по-мощен: тестикуларна тъкан. Очевидно тук са скрити специални клетки, които почти сами могат да достигнат до плурипотентен етап. Зависи само от правилната хранителна течност и микроклимата, не са необходими нито вируси за генен трансфер, нито протеиново лечение с известните фактори за подмладяване. Тестисът, фонтан на младостта - това е, което няколко изследователски екипа популяризират отдавна, включително работната група, ръководена от Герд Хасенфус от университета в Гьотинген.
gPS: стволови клетки от зародишни линии
В сътрудничество с колеги от Аахен и Бон, Ханс Шьолер и колегите му от института „Макс Планк“ в Мюнстер сега са определили кои от клетките правят това възможно и как са изолирани. В настоящия брой на клетъчните стволови клетки изследователите щателно докладват за своите експерименти с тестикуларни клетки от възрастни мишки. Те успяха да превърнат унипотентните стволови клетки от зародишната линия (GSC), които иначе служат само за производство на сперматозоиди, в истински универсални: „плурипотентни стволови клетки, получени от зародишна линия“ или накратко gPS.
Трансформацията на редките видове - от 10 000 клетки на тестикуларната тъкан има само два до три GSC - изисква търпение: в рамките на две до четири седмици, gPS се развива по желание. И те заемат изненадващо много място: Шьолер и колегите му установяват, че в тиганите за култивиране не трябва да се поставят повече от 8000 клетки. Тази плътност е 5 до 20 пъти по-ниска от обичайните култури за размножаване. Класическите функционални тестове потвърждават техните плюрипотентни способности, докато по-ранните проучвания с тестикуларни клетки определят само ограничена "мултипотентност".
Препрограмиране без добавяне на гени
„За нас беше важно точно да определим произхода на клетките като„ получени от зародишна линия “и способността им да се променят“, казва Шьолер за сложната процедура, използвана за предоставяне на доказателства. Тъй като преди почти година предварителните му резултати доведоха до спор между германските изследователи на стволови клетки, които се почувстваха нападнати от някои изявления. Но с оглед на "внимателно разработените подробности", които сега са публикувани, Герд Хасенфус вижда, че работата му е потвърдена по принцип: "В тестисите има клетки, които постигат плурипотентност чрез култивиране, без да се налага да добавят гени."
Може ли зародишните клетки, използвани в Гьотинген, също да бъдат специална субпопулация или стволови клетки, които са мигрирали в тестикуларната тъкан? Hasenfuß не иска да изключи това напълно - въпреки избраните функции. Schöler от своя страна подозира последното, тъй като генетичният състав на този тип клетки има различен биохимичен характер, докато gPS очевидно са от мъжки произход.
Граалът все още не е намерен и по думите на Шиня Яманака може да се каже: iPS технологията е все още в зародиш. Въпреки това потенциалът им е огромен.
ESC: Ембрионалните стволови клетки, често съкращавани от ESC, се считат за „безсмъртни“. Те са способни да се размножават и могат да се трансформират и диференцират във всякакъв тип клетки в тялото.
iPS: През 2006 г. беше възможно за първи път да се трансформират диференцирани кожни клетки в индуцирани плурипотентни стволови клетки. Те са подобни на ESC в много отношения, само колко? Този въпрос все още е отворен.
piPS: Вместо подмладяване на кожните клетки с помощта на вируси като генни совалки, протеинов коктейл също може да е достатъчен - „индуциран от протеини“ PS.
gPS: „Плурипотентните стволови клетки, получени от зародишна линия“, сега разширяват обхвата на плурипотентните клетки. Те се развиват почти изцяло от зародишни стволови клетки, които идват от тестисите.