Cercetarea celulelor stem Celula în sine este viață; Gene - FAZ
Trece mult timp până când devii tânăr, așa cum se spune despre Pablo Picasso despre creativitatea sa neîngrădită. La 90 de ani, când arta lui îl făcuse demult nemuritor. Și Barcelona, unde „totul a început” pentru Picasso, devine acum un forum pentru tineri, chiar nemurire, deși într-un mod complet diferit: săptămâna viitoare, oameni de știință din întreaga lume vor călători în orașul port de pe Marea Mediterană pentru reuniunea anuală a Societății internaționale pentru cercetarea celulelor stem. . Unde Picasso, așa cum a spus mai târziu, a înțeles unde ar putea ajunge, tinerii cercetători ar putea acum să experimenteze ceva similar.
Nu doar pentru că 2009 ar putea fi anul fatal pentru întregul domeniu de cercetare, această conferință oferă suficiente ocazii pentru discuții, de exemplu despre turismul medical. La urma urmei, în ianuarie FDA a aprobat primul studiu clinic pentru o terapie bazată pe celule stem embrionare. Testele privind leziunile măduvei spinării nu au demonstrat încă dacă preparatul GRNOPC1 poate îndeplini de fapt promisiunile făcute de Geron. În primul rând, securitatea este, de asemenea, în prim-plan.
Această abordare se poate dovedi pur și simplu utopică, iar Barcelona nu va schimba asta deocamdată. Cu toate acestea, viitorul medical ar putea fi decis aici. Dacă reprogramarea celulelor corpului ar trebui să conducă la terapii pentru Parkinson sau infarctul miocardic, așa-numitele celule stem pluripotente induse (iPSe) se dovedesc a fi sfântul graal al medicinei fără defecte etice, atunci Masa rotundă se va întâlni aici la Center Convencions Internacional. Misiunea lor: să aducă celulele corpului diferențiat într-un fel de stare originală pentru a crește țesutul dorit din ele, sau mai simplu: nemurirea. Și, deși banda de cavaleri este acum destul de mare și nu lipsesc subiectele - rezultatele studiilor recent publicate de la Münster ar trebui să ofere tot felul de subiecte pentru discuție.
Yamanaka și urmările
Dacă acești cavaleri ai culturii celulare ar putea numi în prezent un rege dintre numărul lor, numele său ar fi - ales în unanimitate - Shinya Yamanaka. Omul de știință japonez a descoperit iPSe-ul puternic după ani de zile în laboratorul său de la Universitatea din Kyoto. Pentru a face acest lucru, el a introdus patru factori specifici de întinerire în celulele pielii folosind viruși, care au devenit o sursă aproape inepuizabilă de celule capabile de reproducere și schimbare. Neuronii funcționali și celulele musculare ar putea fi obținute în cele din urmă de la foștii fibroblasti - și acest lucru deschide calea sperată către înlocuirea adecvată a țesuturilor fără reacție de respingere și fără consum de embrioni, pe care Biserica și politica din Germania o critică în special.
Ceea ce Yamanaka și colegii săi au reușit să facă pentru prima dată cu șoareci în 2006, s-ar putea repeta în curând cu țesutul uman. Numărul de factori introduși ar putea fi, de asemenea, redus la unul singur cu Oct4 și s-au găsit alternative chiar și pentru retrovirusuri - problematice deoarece se cuibăresc în genomul celulelor: unele echipe folosesc adenovirusurile mai inofensive ca transferuri genetice, în timp ce alți cercetători s-au ocupat de el într-un mod elegant metodic pentru a se asigura că informațiile genetice dispar rapid din nou după finalizarea unei misiuni, totuși alții au reușit în acest an transformarea celulară fără manipulare genetică direct cu proteinele corespunzătoare: Scufundarea în cocktailul de proteine întineritoare a creat așa-numitul piPS.
Ce metodă este în cele din urmă cea mai bună rămâne de văzut - și, de asemenea, dacă iPS-urile sunt de fapt echivalente: „Deși înțelegem relativ bine celulele stem embrionare, acum trebuie să comparăm iPS-urile și capacitățile lor în detaliu”, explică Konrad Hochedlinger. Domeniul se dezvoltă rapid: competitiv, dar există suficiente întrebări deschise și nișe pentru ca grupurile de lucru concurente să se concentreze pe mecanisme biologice sau aplicații terapeutice, de exemplu. Hochedlinger face cercetări la Harvard Stem Cell Institute și încearcă, printre altele, cu colegii săi să utilizeze mecanisme de diviziune celulară pentru a crește eficiența producției iPS.
Terapii de cultură celulară
Aproape în fiecare săptămână revistele comerciale precum Nature, Cell, Stem Cells și edițiile lor speciale pot anunța progrese suplimentare, iar Yamanaka însuși oferă acum o scurtă prezentare generală a ceea ce se întâmplă în Nature. El este convins că nu există o elită celulară din care să poată ieși iPSe, dar că majoritatea celulelor, dacă nu toate, au potențialul de a face acest lucru. „Modelul său stocastic” necesită totuși condițiile potrivite, astfel încât procesele de restructurare moleculară din celule pentru reprogramare să poată avea loc „complet și uniform”.
La Barcelona, Yamanaka va vorbi despre celulele stem ca sisteme model. Deoarece, în ciuda tuturor obstacolelor care trebuie încă depășite pentru aplicarea clinică din cauza randamentelor scăzute și a activităților genetice neregulate, acestea, ca și iPSe, sunt miniaturi populare pentru cercetarea bolilor. Acum câteva săptămâni, de exemplu, echipa condusă de Juan Carlos Izpisúa-Belmonte, directorul Centrului de Medicină Regenerativă din Barcelona, a reușit să vindece o boală ereditară în cultura celulară: anemia Fanconi ar putea fi corectată în celulele iPS ale pacienților, astfel încât ulterior au apărut celule sanguine fără defectul genetic. Experimentul dovedește doar ideea, așa cum subliniază Belmonte, dar explică ce ar putea deveni o bucată de piele.
Dar poate că nu doar pielea va trebui să lase în urmă pacienții. O altă sursă se poate dovedi mai puternică: țesutul testicular. Aparent, celulele speciale sunt ascunse aici, care pot atinge un stadiu pluripotent aproape de la sine. Depinde doar de lichidul nutritiv potrivit și de microclimat, nu sunt necesare nici viruși pentru transferul genelor, nici vindecarea proteinelor cu factorii cunoscuți de întinerire. Testiculul, o fântână a tinereții - asta promovează de mai multe echipe de cercetare, inclusiv grupul de lucru condus de Gerd Hasenfuß de la Universitatea din Göttingen.
gPS: celule stem din celulele germinale
În colaborare cu colegii din Aachen și Bonn, Hans Schöler și colegii săi de la Institutul Max Planck din Münster au definit acum care dintre celule fac acest lucru posibil și cum sunt izolate. În ediția actuală a celulelor stem celulare, cercetătorii raportează meticulos experimentele lor cu celule testiculare de la șoareci adulți. Ei au reușit să transforme celulele stem unipotente ale liniei germinale (GSC), care altfel servesc doar la producerea spermei, în veritabile versuri: „celule stem pluripotente derivate din linia germinativă”, sau gPS pe scurt.
Transformarea tipurilor rare - de la 10.000 de celule ale țesutului testicular există doar două până la trei GSC - necesită răbdare: în două până la patru săptămâni gPS s-a dezvoltat după cum se dorește. Și ocupă o cantitate surprinzătoare de spațiu: Schöler și colegii săi au descoperit că nu mai mult de 8000 de celule ar trebui plasate în tigaile de cultură. Această densitate este de 5 până la 20 de ori mai mică decât culturile obișnuite de propagare. Testele funcționale clasice confirmă abilitățile lor pluripotente, în timp ce studiile anterioare cu celule testiculare determină doar o „multipotență” limitată.
Reprogramarea fără a adăuga gene
„Pentru noi a fost important să determinăm cu precizie originea celulelor ca„ derivate din linia germinativă ”și capacitatea lor de a se schimba”, spune Schöler despre procedura complexă utilizată pentru a furniza dovezi. Pentru că în urmă cu aproape un an, rezultatele sale preliminare au dus la o dispută între cercetătorii germani de celule stem, care s-au simțit atacați de unele declarații. Dar, având în vedere „detaliile atent elaborate” publicate acum, Gerd Hasenfuß vede lucrarea sa confirmată în principiu: „În testicule există celule care realizează pluripotență prin cultivare fără a fi nevoie să adauge gene”.
Ar putea celulele germinale utilizate în Göttingen să fie, de asemenea, o subpopulație specială sau celule stem care au migrat în țesutul testicular? Hasenfuß nu vrea să excludă complet acest lucru - în ciuda caracteristicilor selectate. La rândul său, Schöler îl suspectează pe acesta din urmă, deoarece structura genetică a acestui tip de celulă are un caracter biochimic diferit, în timp ce gPS sunt clar de origine masculină.
Graalul nu a fost încă găsit și, în cuvintele lui Shinya Yamanaka, se poate spune: tehnologia iPS este încă la început. Cu toate acestea, potențialul lor este enorm.
ESC: Celulele stem embrionare, adesea prescurtate în ESC, sunt considerate „nemuritoare”. Sunt capabili de reproducere și se pot transforma și diferenția în orice tip de celulă din corp.
iPS: În 2006 a fost posibilă pentru prima dată transformarea celulelor pielii diferențiate în celule stem pluripotente induse. Acestea sunt similare cu ESC în multe feluri, cât de mult? Această întrebare este încă deschisă.
piPS: În loc să întineri celulele pielii cu ajutorul virușilor ca transferuri genetice, un cocktail proteic poate fi, de asemenea, suficient - PS „indus de proteine”.
GPS: „Celulele stem pluripotente derivate din linia germinativă” extind acum gama de celule pluripotente. Se dezvoltă aproape în întregime din celulele stem germinale care provin din testicule.