Komórki macierzyste zachowują w pamięci swoje dawne życie

Naukowcy wciąż jeszcze nie skończyli uczyć się na temat komórek macierzystych, nie wiedzą z całą pewnością jeszcze wszystkiego: dziś jedne z badań pokazują, że komórki macierzyste mają zdolność zachowywania w pamięci cechy typu komórkowego, z którego się wywodzą. Mimo, że badania kliniczne na bazie komórek macierzystych terapeutycznych toczą się nieustająco swoim torem i nie przestają dawać zachęcających rezultatów, naukowcy próbują ciągle lepiej zrozumieć mechanizmy ich funkcjonowania, zanim zaczną się bawić w uczniów czarnoksiężników, używając tych komórek do celów medyczynych.

Dlatego też dwa laboratoria, w tym samym czasie i niezależnie od siebie, spróbowały dowiedzieć się, czy komórki macierzyste pluripotencjalne (IPSC, ang. Induced pluripotent stem cells), są identyczne z komórkami macierzystymi embrionalnymi, czy też od nich się różnią. I obydwa laboratoria doszły do tych samych wniosków: komórki macierzyste pluripotencjalne zachowują cechy charakterystyczne dla ich pochodzenia. Rezultaty zostały opublikowane niedawno w dziennikach Nature i Nature biotechnology.

Badacze ze Szpitala Dziecięcego (Children's Hospital) w Bostonie porównali z jednej strony komórki macierzyste pluripotencjalne, przygotowane przy pomocy odpowiedniego czynnika wzrostu, a z drugiej strony komórki pochodzące z transferu z jądra komórki somatycznej do komórki embrionalnej pobranej z jądra komórkowego (jest to metoda używna do klonowania zwierząt).

Obdwie te dwie techniki są znane z tego, że czynią dorosłe komórki pluripotencjalnymi, które następnie mogą dzięki temu przekształcać się w różne typy komórkowe. W rzeczywistości, obydwie metody mają to do siebie, że wymazują modyfikacje epigenetyczne, które gromadzą się w DNA i które regulują ekspresję genów oraz które odpowiadają komórkom w ich typie komórkowym. A tak w zasadzie, to prawie wymazują: jak naukowcy właśnie wykazali, to komórki macierzyste pluripotencjalne zachowują pewne metylacje, typowe dla typu komórkowego, z którego się wywodzą. Ten fakt prowadzi je do tego, że mogą się z łatwością różnicować w komórki, które są podobne do typu komórkowego, z którego się wywodzą, ale tym samym różnicowanie w typ komórkowy bardziej oddalony od typu źródłowego, jest dla nich o wiele trudniejsze.

Można więc stwiedzić, że komórki macierzyste pluripotencjalne zapamiętują więc swoje poprzednie życie. Komórki pochodzące z transferu jądra są bliższe komórkom embrionalnym niż komórki macierzyste pluripotencjalne. Zachowują one mniej modyfikacji epigenetycznych. To właśnie poprowadziło naukowców do wyciągnięcia wniosków, że komórki pochodzące z transferu jądra są być może bardziej odpowiednie do użycia jako komórk pluripotencjalne niż same dorosłe komórki macierzyste pluripotencjalne.

Natomiast naukowcy z Głównego Szpitala w Massachusetts, (Massachusetts General Hospital), jeśli chodzi o nich, porównali komórki macierzyste pluripotencjalne pochodzące od tego samego zwierzęcia, ale z innych tkanek, takich jak: skóra, mięśnie, komórki obronne. Transkryptom i modyfikacje epigenetyczne różnią się w tych szczepach komórkowych, mimo potraktowania ich identycznymi czynnikami wzrostu. Te różnice są nawet ważniejsze niż te, które zaobserwowano między komórkami macierzystymi pluripotencjalnymi otrzymanymi z tego samego typu tkanki, ale pochodzącego od dwóch różnych zwierząt.

Te różnice mają jednak tendencję do zanikania wraz z upływem czasemu. Przesadzanie komórek, czyli praktyka, która polega na tym, że pobiera się część komórek w hodowli, aby przesadzić ją do innej hodowli, całkiem świeżej, może być wykonywane dziesiątki, a nawet setki razy. Naukowcy pokazali, że w przebiegu takiego przesadzania, różnice robią się coraz bardziej płynne, oraz że dokonanie 16 takich przesadzeń, pozwala na kompletne wymazanie różnic epigenetycznych w komórkach pochodzących z różnych źródeł.

Pamięć komórek macierzystych wydaje się więc być zarazem i hamulcem i atutem, jeśli chodzi o ich użycie, a to wszystko w zależności od potrzeb. W każdym przypadku, naukowcy jeszcze raz dostarczyli kamień węgielny pod podwaliny zrozumienia tych potencjalnych sprzymierzeńców terapeutycznych.