211service.com
Ieguldījumi cilmes šūnu bankās
Viens no lielākajiem ieguvumiem no šūnu pārprogrammēšanas — pieaugušo šūnu pārveidošanas par cilmes šūnām — ir spēja uztvert indivīda ģenētisko daudzveidību. Zinātnieki tagad izmanto šo tehnoloģiju, kas pazīstama kā inducētās pluripotentās cilmes (iPS) šūnu pārprogrammēšana, lai izveidotu dažādu cilvēku cilmes šūnu bankas. Bankas tiks izmantotas, lai pārbaudītu dažādu zāļu toksicitāti, izmantojot dažādu etnisko piederību cilvēku šūnas, un tās varētu piegādāt šūnas audu aizstāšanas terapijai. Pētnieki iepazīstināja ar sīkāku informāciju par saviem centieniem Starptautiskā cilmes šūnu pētniecības biedrības konference šonedēļ Sanfrancisko.
Šinija Jamanaka , cilmes šūnu zinātnieks Gladstonas institūtā Sanfrancisko un Kioto Universitātē Japānā, 2007. gadā pirmo reizi izveidoja iPS šūnas, pievienojot tikai četrus gēnus pieaugušo šūnām, kas parasti ir aktīvas tikai embrijos. ( Džeimss Tomsons un Junying Yu Viskonsinas Universitātē, Madisonā, vienlaikus publicēja līdzīgu pieeju.) Šūnas var vairoties vairākas reizes, un tās var attīstīties par jebkuru cilvēka ķermeņa šūnu tipu, kas ir divas embrionālo cilmes šūnu galvenās īpašības. Turklāt, tā kā iPS šūnas nav izgatavotas no cilvēka embrijiem, tās apiet ētiskās un tehniskās problēmas, kas saistītas ar embriju cilmes šūnām.
Kopš tā laika zinātnieki ir izveidojuši iPS šūnas no pacientiem ar dažādām slimībām, tostarp amiotrofisko laterālo sklerozi (ALS) un Parkinsona slimību, un šīs šūnas tiek izmantotas šo slimību pētīšanai. Vairāki jaunizveidoti uzņēmumi izstrādā veidus, kā izmantot šūnas, lai pārbaudītu medikamentus gan attiecībā uz toksicitāti cilvēka šūnās, gan to efektivitāti slimības molekulāro pazīmju mazināšanā. Žanna Loringa, Scripps pētniecības institūta Lajolla, Kalifornijā, Reģeneratīvās medicīnas centra dibinātāja, izstrādā cilmes šūnu banku, kas tiks izmantota toksicitātes pārbaudēm, sākotnēji koncentrējoties uz afrikāņiem un afroamerikāņiem, grupām, kurām ir augsts ģenētiskās daudzveidības līmenis. Lorings un līdzstrādnieki analizē vairākus ģenētiskos variantus savās šūnās, īpašu uzmanību pievēršot zāļu metabolizējošo enzīmu variācijām, kas var ietekmēt to, kā pacienti reaģē uz konkrētām zālēm, tostarp antidepresantiem, pretsāpju līdzekļiem un zālēm sirds slimību ārstēšanai.
IPS šūnu ilgtermiņa mērķis ir izmantot tās bojātu vai slimu audu labošanai vai nomaiņai. Tāpat kā orgānu transplantācijas, arī cilmes šūnu transplantācijas ir jāsaskaņo ar saņēmēju. Tomēr Yamanaka norāda, ka personalizētu šūnu izveide ikvienam, kam tās ir vajadzīgas, visticamāk, būs pārāk laikietilpīgs un dārgs, lai tas būtu praktiski. Cilmes šūnu līnijas izveidošana no indivīda var ilgt divus līdz sešus mēnešus, un, piemēram, kādam, kurš cieš no muguras smadzeņu bojājumiem, visticamāk, būs nepieciešama šūnu transplantācija dažu dienu laikā pēc traumas. (ASV Pārtikas un zāļu pārvalde vēl nav apstiprinājusi cilmes šūnu ārstēšanu muguras smadzeņu bojājumu ārstēšanai, lai gan viens uzņēmums cer drīz šim nolūkam pārbaudīt embriju cilmes šūnas.)
Tā vietā Yamanaka komanda strādā, lai izveidotu cilmes šūnu līniju banku, kas būtu piemērota lielai daļai Japānas iedzīvotāju. Lai gan šādas cilmes šūnu bankas koncepcija pirmo reizi tika ierosināta pirms vairākiem gadiem embriju cilmes šūnām, iPS šūnu tehnoloģija ir padarījusi to daudz vienkāršāku.
Lai izpētītu iespēju izveidot cilmes šūnu banku, Yamanaka komanda pārbaudīja 107 japāņu brīvprātīgo audu veidu. Cilvēki ļoti atšķiras gēnos, kas kodē šūnu virsmas molekulas, ko sauc par cilvēka leikocītu antigēniem (HLA), un jo tuvāk šie antigēni sakrīt starp donoru un saņēmēju, jo mazāka ir iespēja, ka saņēmēja imūnsistēma atgrūž transplantētos audus. Pētnieki atklāja, ka divi no brīvprātīgajiem bija homozigoti, kas nozīmē, ka viņiem bija divas atbilstošas kopijas no katra no trim HLA gēniem. Šī retā genotipa dēļ šie cilvēki varētu kalpot par donoriem ikvienam, kam ir šie trīs antigēni — gandrīz vienai trešdaļai brīvprātīgo grupas. Saskaņā ar līdzstrādnieku aprēķiniem tikai 50 dažādi HLA veidi varētu aptvert 90 procentus Japānas iedzīvotāju. Kopš tā laika pētnieki ir izveidojuši iPS šūnas no šiem indivīdiem un parādījuši, ka viņi uzvedas normāli un var tikt diferencēti daudzos šūnu tipos.
Rodžers Pedersons , cilmes šūnu biologs Kembridžas Universitātē, Apvienotajā Karalistē, brīdina, ka pat šāda līmeņa saskaņošanai būtu nepieciešama zināma imūnsupresija nelielas HLA neatbilstības dēļ. Taču ir vēlams izveidot līnijas ikvienam, kam tāda ir nepieciešama, saka Pedersons, kurš 2005. gadā ierosināja ideju par cilmes šūnu banku.
Vēl nav skaidrs, cik grūti būtu izveidot līdzīgu audiem atbilstošu banku daudzveidīgākām populācijām. Japāņi ir īpaši viendabīga populācija, un es domāju, vai būtu iespējams izveidot līdzīgu ekrānu ASV, saka Lorings. Tā kā amerikāņi ir etniski neviendabīgi, iespējams, ka ir mazāk homozigotu, viņa saka.
2005. gadā Pedersona komanda analizēja HLA tipus līķu orgānu donoriem un cilvēkiem, kas atrodas orgānu ziedošanas gaidīšanas sarakstā Apvienotajā Karalistē, aprēķinot, ka 150 cilmes šūnu rindas nodrošinātu izdevīgu atbilstību aptuveni 85 procentiem sarakstā iekļauto. Desmit donori, kas ir homozigoti attiecībā uz parastajiem HLA veidiem, nodrošinātu labvēlīgu atbilstību aptuveni 67 procentiem. Pētnieki vēl neveido šādu banku, taču viņi analizē labāko veidu, kā izveidot klīniski noderīgu šūnu banku.
Uz iedzīvotājiem balstīta cilmes šūnu banku sistēma joprojām ir agrīnā stadijā. (Jaundzimušo nabassaites asiņu bankas, ko vecāki bieži glabā privātās telpās, ir cita veida banku sistēma. No šīm asinīm iegūtās cilmes šūnas ir noderīgas ierobežotam retu slimību kopumam, un tās nevar paplašināt vai diferencēt iPS veidā. šūnas var.) Kamēr zinātnieki pēta veidus, kā izmantot iPS šūnas slimību ārstēšanai, neviens vēl nav pārbaudīts klīniskajos pētījumos. Turklāt šīs šūnas vēl nav piemērotas cilvēka transplantācijai; veids, kā tie pašlaik ir izgatavoti, var radīt zināmu vēža risku. Mēs joprojām neesam noteikuši, kurš indukcijas veids ir vislabākais, taču pēc tehnisko problēmu atrisināšanas šāda veida bankas izveide būtu iespējama, saka Yamanaka.