Otrzymano krew z komórek skóry

Badaczom kanadyjskim udało się niedawno stworzyć komórki krwi z komórek skóry. Technika, która być może wkrótce zastąpi zastosowanie komórek macierzystych, być może pozwoli także na leczenie chorych na choroby krwi albo nawet na stworzenie krwi gotowej do transfuzji. Pojawiły się nowości w dziedzinie reprogramowania komórek.

Według artykułu, który ukazał się niedawno w znanym przeglądzie naukowym Nature, podobno istnieje możliwość tworzenia komórek krwi z komórek skóry, w dodatku w sposób bezpośredni, a to oznacza, iż w tym procesie nie ma konieczność przechodzenia przez wstępny etap dedyferencjacji komórkowej.

Jest to prawdziwa premiera, ponieważ reprogramowanie komórek jest aktualnie możliwe dzięki dwóm metodom, opartym na zastosowaniu komórek macierzystych. Pierwsza polega na pobieraniu komórek już pluripotencjalnych, pochodzących z embrionów. Są to komórki macierzyste embrionalne, posiadające wewnętrzną zdolność do generowania wszystkich typów komórek, a więc oznacza to, że są one naturalnie pluripotencjalne. Mimo tego, że źródłem pochodzenia tych komórek są embriony, co czyni ich zastosowanie sprawą niezwykle kontrowersyjną, to jednakże trwa właśnie próba kliniczna nad zastosowaniem embrionalnych komórek macierzystych pluripotencjalnych w leczeniu paraliżu.

Druga metoda, stosowana aż do dzisiaj, oparta jest na zastosowaniu komórek dojrzałych, które są z kolei różnicowane. Właściwość pluripotencji, utracona, kiedy komórka osiąga daną specjalizację -  na przykład, komórki mięśniowe, komórki krwi, komórki mózgu – może zostać odzyskana, a to dzięki metodom biologii molekularnej. Wspólna ekspresja niektórych genów oraz specjalnie stworzone i zaadaptowane do tego celu środowisko, pozwalają komórkom dojrzałym ponownie stać się komórkami niedojrzałymi, a później -  zdobyć nową specjalizację. Zastosowanie tej metody stwarza o wiele mniej problemów bioetycznych, ale otrzymane wyniki są dużo gorsze niż w przypadku komórek macierzystych embrionalnych.

Trzecia metoda reprogramowania

Publikacja dotycząca prac dokonanych przez zespół naukowców z uniwersytetu McMaster w Kanadzie, przynosi aktualnie trzecią metodę reprogramowania komórkowego, która wydaje się skuteczna i mniej niebezpieczna. Na czym polega ta trzecia, nowa metoda?

Ludzkie fibroblasty zostały przeprogramowane przez kanadyjskich naukowców w komórki hematopoetyczne, zdolne do rozmnażania się i dojrzałe. Dokonano  tego dzięki hodowli w obecności cytokin, a także dzięki wprowadzeniu do genomu komórkowego genu oct4, przy pomocy wektora lentiwirusowego.

Obiecujące zastosowanie

Białko, o którym mowa, czyli proteina OCT4, jest czynnikiem transkrypcji, znanym ze wczesnej ekspresji w komórkach embrionalnych. Proteina ta pozwala także na ustalenie oraz na zachowanie pluripotencji, co czyni z niej jednego z głównych aktorów w kreacji komórek macierzystych pluripotencjalnych (ang. induced pluripotent stem cells, iPS cells albo iPSCs).

W przypadku fibroblastów przeprogramowanych w komórki krwi, i dzięki bardzo dokładnej regulacji ich ekspesji, nie wykazano żadnego znaku pluripotencji. Natomiast komórki zaczęły wyrażać antygeny CD45, specyficzne dla komórek hematopoetycznych, zdolnych do rozmnażania się.

W ten sposób, można było otrzymać  trzy rodzaje komórek krwi:

globulki białe (granulocyty, monocyty),

megakariocyty (wytwarzające płytki krwi),

globulki czerwone (erytrocyty).

Odwrotnie do klasycznych komórek macierzystych, te komórki nie wykazują żadnej oznaki rozwoju nowotworowego, ponieważ nie namnażają się w nieskończoność i nie prowokują powstawania potworniaków u myszy, którym już zostały przeszczepione. Wydają się one także zdolne do przeżycia, ponieważ 8 tygodni po przeszczepie, blisko co piąta komórka w szpiku kostnym pochodzi z przeszczepu u tych myszy.

Komórki przeprogramowane mogłyby więc znaleźć zastosowanie któregoś dnia w leczeniu białaczek – polegałoby to na przeszepianiu pacjentowi jego właśnych przeprogramowanych komórek skóry. Mogłyby także pozwalać na tworzenie różnego typu krwi, co z kolei mogłoby pozwolić na zastąpienie, albo conajmniej na uzupełnienie, banków krwi przeznaczonej do transfuzji.

Oczywiście, niezbędne są dodatkowe badania, zanim zacznie się na poważnie rozważać te wszystkie możliwości.