Komórka somatyczna i macierzysta – przełomowe odkrycie docenione

Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii w 2012r otrzymali Sir John Gurdon i Shinya Yamanaka w uznaniu ich odkryć na polu badań nad różnicowaniem komórek somatycznych. Naukowcom udało się jednoznacznie wykazać, że dojrzałą komórkę praktycznie każdej tkanki można cofnąć do stadium pluripotencjalnej komórki macierzystej, wbrew dotychczasowej wiedzy i przyjętym w biologii regułom.


Badania Johna Gurdona prowadzone w latach sześćdziesiątych na Uniwersytecie w Cambridge opierały się na znanej już wtedy technice przenoszenia jąder komórkowych (SCNT, somatic cell nuclear transfer) okazały się jednak przełomowymi ze względu na śmiałe wnioski, do których prowadziły. Eksperyment polegał na zastąpieniu jądra komórki jajowej żaby jądrem komórkowym komórki nabłonka jelitowego. Komórka powstała w tym procesie wykazała potencjał rozwojowy komórki macierzystej i dała początek zdrowej kijance. Udało się zatem wykazać wbrew panującym przekonaniom, że zróżnicowane komórki nie tylko nie tracą potencjału genetycznego, który był im dostępny w stadium bardzo młodym, pluripotencjalnym, ale wręcz w odpowiednich warunkach mogą go dalej realizować.

Reprograming komórek okazał się więc możliwy, ścieżka rozwoju komórki obukierunkowa, a jeden z dogmatów biologii komórki obalony. Doniesienia Gurdona prowokowały jednak do kolejnych pytań – w jaki sposób cytoplazma oocytu mobilizuje ukryty potencjał rozwojowy w przeszczepionym jądrze komórki somatycznej? Czy można skierować komórkę na drogę odróżnicowania i w jaki sposób? Odpowiedź na to pytanie znalazł 40 lat później naukowiec z Uniwesytetu w Kyoto – Shinya Yamanaka.

Zainspirowany wynikami doświadczeń Davisa przeprogramowującymi komórki przy użyciu jednego czynnika transkrypcyjnego postanowił pójść o krok dalej. Opracował koncepcję przeprowadzenia komórki somatycznej w stan pluripotencjalny, poprzez zastosowanie odpowiednich czynników transkrypcyjnych. Wiedząc, które z nich występują w znacznie większych stężeniach w komórkach niezróżnicowanych postawił tezę, że muszą być wśród nich też te kluczowe dla osiągnięcia i utrzymania pluripotencjalności. Sformułował listę 24 genów-kandydatów i przy pomocy wektora wirusowego wprowadzał je pojedynczo lub w odpowiednich sekwencjach do fibroblastów myszy. Koncepcja ta, choć krytykowana przez niektórych naukowców, w końcu okazała się kolejnym milowym krokiem w biologii komórki. Dobranie 4 czynników transkrypcyjnych (zwanych później czynnikami Yamanaki) doprowadziło do przemiany fibroblasta w komórkę morfologicznie i czynnościowo odpowiadającą komórce macierzystej. Te same wyniki udało się powtórzyć na innych komórkach mysich oraz ludzkich. Otrzymane komórki nazwano indukowanymi komórkami macierzystymi (iPS cells, induced pluripotent stem cells).

Laureatom najważniejszej nagrody świata zawdzięczamy poszerzenie stanu wiedzy o biologii komórek macierzystych. Możliwość indukcji pluripotencjalności w wysoko zróżnicowanych komórkach somatycznych otwiera nowe horyzonty naukowe, również pewne opcje nowoczesnego leczenia wydają się teraz bardziej realne niż kiedykolwiek. Technika SCNT może posłużyć do odtwarzania narządów u pacjentów z chorobami mitochondrialnymi, zastosowanie komórek iPS otwiera możliwości indywidualnego tworzenia tkanki do przeszczepu czy naprawy uszkodzeń rdzenia. Komitet Noblowski nazwał nagrodzone odkrycie przełomowym, zmieniającym oblicze biologii komórki i otwierającym nowe granice badań naukowych. W istocie, badania Gurdona już przeszło 50 lat temu otworzyły drzwi do klonowania; komórki iPS mogą przysłużyć się w stworzeniu wiernych modeli doświadczalnych wielu chorób. Trudno jest dziś w pełni ocenić wielkość potencjalnych implikacji nagrodzonego odkrycia dla dalszej nauki. Pewnym jest, że wprowadziło to zamieszanie do uporządkowanego świata wiedzy o komórce i wiele nowych badań będzie jeszcze podjętych by zgłębić ją na nowo.

Autor: Katarzyna Schab

Źródło:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23222608

Chcesz wiedzieć więcej? Obejrzyj na MEDtube.pl: Mitoza

Brak komentarzy.

Odpowiedz

(required)

(required)

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.