Atklājumi.lv

Pieaugušos organismos pirmo reizi mākslīgi izveidotas embrionālās cilmes šūnas

Cilmes šūnas, ņemot vērā to spēju ilgstoši dalīties un veidot dažādus specializētu audu tipus, ar jaunām šūnām nomainot vecās, atmirušās, tiek uzlūkotas par vienu no 21. gadsimta reģeneratīvās jeb atjaunojošās medicīnas topošajiem stūrakmeņiem. Tieši ar cilmes šūnu palīdzību daudzi ārsti cer kādreiz uzvarēt tādas saslimšanas kā Alcheimera un Parkinsona slimību vai I tipa diabētu.

Pašlaik pasaulē, tai skaitā arī Latvijā, lai izvairītos no svešu olbaltumvielu atgrūšanas, ārstniecībā lielākoties izmanto tikai paša pacienta (autologās) vai tuvāko radinieku cilmes šūnas, turklāt oficiāli reģistrēta, resp. - klīnisku pētījumu ietvaros pārbaudīta - ir tikai viena veida tehnoloģija: kaulu smadzeņu transplantācija. Tiesa, visai sekmīgi autologās cilmes šūnas eksperimentāli tiek izmantotas arī kardioloģijā - 2009.g. Bērnu Klīniskās universitātes slimnīcas Kardioloģijas un kardioķirurģijas klīnikā profesors Aris Lācis veica, iespējams, pasaulē pirmo cilmes šūnu transplantāciju sirds muskulī četrus mēnešus vecam zīdainim, kurš sirga ar iedzimtu sirds mazspēju. Terapijas rezultātā bērns izdzīvoja un 2012.g. tā sirds veselības stāvoklis bija uzlabojies.

Tā kā no kaula smadzenēm izdalīto cilmes šūnu specializācija ir ierobežota - tās var pārtapt tikai vai nu par jaunām asinsrades šūnām vai muskuļu šūnām, zinātnieki cenšas atrast paņēmienus, kā par, piemēram, aknu vai acs tīklenes atjaunošanai derīgām, plaša profila nespecializētām (pluripotentām) cilmes šūnām pārvērst jau specializējušās un dabīgi vairs ne par ko citu nepārtopošās somatiskās šūnas. Jaunas iespējas šajā jomā pavēra 2012.g. Nobeļa prēmiju medicīnā saņēmušā Š. Jamanakas 2006.g. izdarītais atklājums, kas, ar dažu gēnu aktivizācijas palīdzību, ķermeņa somatiskās šūnas laboratorijas šūnu kultūrā ļāva pārvērst par embrionālām pluripotentām cilmes šūnām līdzīgām šūnām. Šo pašu rezultātu izdevies panākt arī ar DNS rekombinēšanu. Viens no lielākajiem šādu - inducētu - šūnu trūkumiem ir nepieciešamība to iegūšanai iziet ciklu: pacienta audi - laboratorijas kultūra/tehnoloģija - pacienta audi (sk. Metilēšanas novirzes inducētās pluripotentās cilmes šūnās - kļūdas vai variācijas?, atklajumi.lv, 20.02.2011.). Daudz vienkāršāk būtu, ja, teiksim, jaunus neironus ar kādu īpašu metodi varētu iegūt uz vietas smadzenēs, no tur pieejamajām somatiskajām šūnām. Tad atkristu gan jautājums par audu savietojamību, gan ar inducēto šūnu ievadīšanu vajadzīgajā vietā saistītie sarežģījumi. Tagad šāda iespējamība kļūst reālāka - Spānijas Nacionālā vēža izpētes centra pētnieki žurnāla "Nature" 2013.g. 11. septembra numurā publicējuši rakstu, kurā ziņo par pirmo sekmīgo rezultātu, dzīva organisma audu šūnas to atrašanās vietā pārveidojot par embrionālajām cilmes šūnām.

Lai pārprogrammētu dzīvā pelē esošas somatiskās šūnas par cilmes šūnām, spāņu zinātnieki, strādājot Manuela Serano vadībā, izveidoja ģenētiski modificētu peli, kuras šūnās sintezējās četru, pluripotento cilmes šūnu izveidošanai nepieciešamo gēnu kodētie proteīni. Gēnus varēja aktivizēt ar ķīmisku slēdzi - lai tie sāktu darboties, pētnieki peļu barībai pievienoja noteiktu antibiotiku - doksicilīnu.

Augsta šo gēnu aktivitāte peles ātri nogalināja, taču, kad doksicilīna devas samazināja, pētnieki itvisur peļu ķermeņos konstatēja teratomas - audzējus, kuros bija dažādi šūnu tipi. Šādi audzēji liecina par šūnu pārprogrammēšanos. Tāpat pētnieki modificēto peļu asinīs atrada inducētas pluripotentas cilmes šūnas, kuru detalizēta analīze parādīja, ka tās, spriežot pēc darbojošamies gēniem, ir daudz tuvākas agrīnajām embrionālajām šūnām (morulas fāzes šūnām - blastomēriem) nekā in vitro - laboratorijā - inducētās šūnas. Šīs, par totipotentajām dēvētās šūnas spēj diferencēties arī placentas audos, kas, kopā ar embrijiem līdzīgiem aizmetņiem tika atrasti dažu eksperimentālo peļu vēdera dobumos.

Lai gan pētījumi šobrīd ir tikai pašā sākuma stadijā un to rezultātus pagaidām nav pat iedomājami izmantot cilvēku ārstēšanā, tomēr jaunajam atklājumam ir lielas perspektīvas veiksmīgas tālākās izpētes un tehnoloģiju izstrādes gadījumā kardināli izmainīt reģeneratīvo medicīnu. "Tas ir tā, itkā mēs katrā šūnā būtu atraduši homunkulu," saka viens no zinātniekiem.

Serano paziņoja, ka viņš, kopā ar savu komandu, tagad cenšas atrast jaunajā veidā pārprogrammēto šūnu attīstības starpstāvokļus, kuros tās varētu piespiest pieņemt eksperimentētāju izvēlēto identitāti un kontrolēti diferencēties par noteiktiem audiem, neveidojot audzējus. "Mēs esam demonstējuši pārprogrammēšanu," Serano teica, "tagad mums jāpierāda reģenerācija."

Attēlā: pētījumā iegūto šūnu foto. CNIO publicitātes foto.

Avoti un literatūra:

María Abad, Lluc Mosteiro, Cristina Pantoja, Marta Cañamero, Teresa Rayon, Inmaculada Ors, Osvaldo Graña, Diego Megías, Orlando Domínguez, Dolores Martínez, Miguel Manzanares, Sagrario Ortega & Manuel Serrano. Reprogramming in vivo produces teratomas and iPS cells with totipotency features. Nature, 2013 DOI: 10.1038/nature12586

la.lv
nature.com

© Atklajumi.lv. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.