211service.com
Cilmes šūnas bez embrijiem
Šķiet, ka divas zinātnieku grupas ir neatkarīgi sasniegušas vienu no reģeneratīvās medicīnas svētajiem grāliem: cilvēka pieaugušo šūnu pārprogrammēšanu, lai tās darbotos kā embrionālās cilmes šūnas, neizmantojot embriju vai cilvēka olšūnu. Šī metode varētu nodrošināt veidu, kā izveidot pacientam specifiskas cilmes šūnas, kas cilvēkiem vēl nav sasniegts. Šādas šūnas galu galā varētu izmantot sarežģītu ģenētisku slimību pētīšanai vai šūnu vai audu transplantācijai, nebaidoties no imūnās atgrūšanas.
Izrāviena šūnas: Viskonsinas-Medisonas universitātes pētnieki veiksmīgi pārprogrammēja ādas šūnas (parādītas šeit), lai tās darbotos kā embrionālās cilmes šūnas. Šī metode varētu nodrošināt efektīvāku veidu, kā radīt cilmes šūnas, kas nerada ētiskas bažas.
Jaunā tehnika arī novērš galvenos ētiskos iebildumus pret embrionālo cilmes šūnu izpēti: cilvēka embriju radīšanu un iznīcināšanu. Ir pagājuši 10 gadi, kopš mēs atvasinājām pirmās embrionālās cilmes šūnu līnijas, kas izraisīja strīdu vētru, kas ilgst līdz mūsdienām. Džeimss Tomsons , Viskonsinas-Medisonas universitātes biologs, kurš 1998. gadā izolēja pirmās cilvēka embrija cilmes šūnas un vadīja jauno darbu. Es uzskatu, ka šie rezultāti ir šī strīda beigu sākums.
Divas grupas – vienu vada Šinja Jamanaka Kioto universitātē Japānā un Tompsona un Džunjinga vadībā Viskonsinas Universitātē – atsevišķi konstruētas cilvēka ādas šūnas, lai izteiktu četrus dažādus gēnus. Zinātniekiem vēl neskaidru iemeslu dēļ šķiet, ka šūnu pakļaušana šiem gēniem pagriež atpakaļ attīstības pulksteni. Abas grupas atklāja, ka iegūtajām šūnām ir divas galvenās īpašības, kas nosaka embrionālās cilmes šūnas. Tie ir pluripotenti, kas nozīmē, ka tie var attīstīties par jebkura veida ķermeņa šūnām, un tie var dalīties acīmredzami neierobežoti savā nediferencētā stāvoklī.
Es atzinīgi vērtēju šo citu metodi, jo tā ir vieglāk iegūt materiālu un nerada ētiskus jautājumus, kas dažiem šķiet satraucoši, saka Dags Meltons , Hārvardas Cilmes šūnu institūta direktors. Tikpat svarīgi ir tas, ka, izmantojot šo citu pieeju, būtu ievērojami jāpalielina pētniecībai pieejamā finansējuma apjoms.
Embrionālās cilmes šūnas ir bijušas gan ažiotāžas, gan cerību mērķis, jo tās spēj aizstāt šūnas, kas bojātas tādās slimībās kā Parkinsona slimība un diabēts. Tie ir arī ētisku strīdu avots: šūnas tiek iegūtas no cilvēka embriju pārpalikuma, kas izmests pēc in vitro apaugļošanas, un, lai tos iegūtu, ir jāiznīcina embriji. Prezidents Bušs 2001. gadā stingri ierobežoja federālo finansējumu embriju cilmes šūnu pētījumiem.
Papildus pārprogrammēšanas potenciālajai ietekmei uz ētiskajām diskusijām par embriju cilmes šūnām viena no tās lielākajām priekšrocībām ir tā, ka tā nodrošina alternatīvu veidu, kā ražot cilmes šūnas, kas ir ģenētiski saskaņotas ar indivīdu. Pārprogrammētas, pluripotentas šūnas, kas iegūtas no indivīda ādas šūnām, galu galā varētu izmantot audu transplantācijai, neradot imūnās atgrūšanas risku. Šūnas, kas iegūtas no kāda, kam ir Parkinsona slimība vai diabēts, varētu sniegt zinātniekiem jaunus modeļus šo sarežģīto ģenētisko slimību pētīšanai. (Skatiet Cilmes šūnu atdzimšana un Īstā cilmes šūnu cerība.)
Vienīgais veids, kā ražot šādas šūnas – cilvēka terapeitiskā klonēšana – ir saistīts ar savām tehniskajām un ētiskajām problēmām, un tas vēl nav sasniegts. Tam nepieciešamas arī cilvēku olas, kuru iegūšana ir izrādījusies ārkārtīgi sarežģīta. (Skatiet Cilvēka terapeitisko klonēšanu dīkstāvē.) Ians Vilmuts, zinātnieks, kurš vadīja aitu Dollijas klonēšanu, piektdien paziņoja, ka plāno koncentrēt savas grupas centienus uz pārprogrammēšanu, nevis uz klonēšanu.
Taču zinātnieki mudina turpināt finansējumu uz embrijiem balstītām metodēm, līdz būs zināms vairāk par šiem jaunajiem šūnu veidiem. Kamēr nav pierādīts, ka alternatīva ražo tāda paša veida ārkārtīgi daudzpusīgas, normālas šūnas, kuras mēs iegūstam no iepriekš sasaldētām cilvēka blastocistām, būtu negodīgi pret pacientiem atteikties no šīs pieejas, saka Hārvardas cilmes šūnu institūta Meltons.
Lai gan jaunās šūnas izskatās un darbojas kā embrionālās cilmes šūnas, vēl nav skaidrs, cik līdzīgas tās ir. Lielāko daļu mums zināmo marķieru embriju cilmes šūnās ekspresē šīs cilmes šūnas, saka Viskonsinas Universitātes Yu. Bet mums tiešām nav ne jausmas, vai ir būtiska atšķirība. Sākotnējie eksperimenti no Yamanaka Kioto laboratorijas liecina, ka pastāv vismaz dažas atšķirības: 30 000 gēnu ekspresijas ekrāns parādīja, ka pluripotentās šūnas ir līdzīgas, bet nav identiskas embriju cilmes šūnām.
Abas komandas izmantoja vīrusu DNS, lai ievadītu gēnus četriem transkripcijas faktoriem - olbaltumvielām, kas ieslēdz citus šūnas gēnus - fibroblastos, ādas šūnu veidā. (Divi no šiem transkripcijas faktoriem bija vienādi abās grupās; divi bija atšķirīgi. Visi iepriekš bija identificēti embriju cilmes šūnās.) Zinātnieki uzskata, ka, ekspresējot pieaugušo šūnās, transkripcijas faktori aktivizē ģenētisko kaskādi, kas atgriež šūnu un tā DNS nonāk embrionālā stāvoklī.
Kad šūnas tika implantētas pelēm, tās izveidoja audu bumbu, kas satur vairākus diferencētus šūnu tipus, kas ir standarta šūnu pluripotences tests. Yamanaka komanda arī parādīja, ka šūnas var diferencēties muskuļu un nervu šūnās, izmantojot tos pašus protokolus, ko izmanto ar embriju cilmes šūnām. Rezultāti tika publicēti tiešsaistē šodien žurnālos Šūna un Zinātne .
Pirms šīs šūnas var apsvērt cilvēku terapijai, pētniekiem būs jāizstrādā alternatīvs veids, kā izteikt transkripcijas faktorus. Pašlaik izmantotie vīrusi var integrēties genomā un radīt iespējamās drošības problēmas. Vēl nav skaidrs, cik grūti to būs panākt, taču Tomsons saka, ka viņa grupa un citi jau strādā pie šīs problēmas.
Lai gan vēl ir daudz darāmā, Tomsons saka, ka atklājumi, visticamāk, paātrinās pētījumu tempu, mudinot vairāk zinātnieku pētīt cilmes šūnas un palielinot finansējumu šai jomai. Viņš saka, ka mans personīgais optimisma barometrs ir krietni palielinājies. Es domāju, ka jaunie izmeklētāji izvairījās iekļūt šajā jomā ētisku problēmu dēļ... Tagad es uzskatu, ka arvien vairāk laboratoriju pāries uz šo metodi.