Как кожата се превърна в сърце!

Нова разработка на два екипа учени от Япония и САЩ може да разреши основната дилема, пред която са изправени учени и лекари, работещи със стволови клетки – въпросът за източника на тези клетки. Техниката, предлагана от изследователите позволява превръщането на клетки от кожата в стволови клетки с характеристики, сходни с тези на ембрионалните.

Чудото на стволовите клетки

Ембрионалните стволови клетки са неспециализирани клетки, които се откриват в ранните етапи от развитието на ембрионите. Те се отличават с почти неограничен потенциал за специализация (диференциация) – в хода на развитието си тези клетки постепенно изграждат всички тъкани и органи. Превръщането на ембрионалните стволови клетки в клетки на възрастния организъм е съпроводено с активизиране на определени гени в генома им и подтискане на функцията на други – например в клетките на косата и ноктите започва да работи генът, кодиращ белтъка кератин, но се подтиска гена за инсулин. Учените са в състояние да насочат диференциацията на ембрионални стволови клетки в желана посока и така да „отгледат“ резервни органи и тъкани в лабораторни условия. Използуването на ембрионални клетки обаче е свързано с множество етични проблеми, което ограничава възможността за разработка на нови терапевтични подходи за лечение на много от най-тежките заболявания, които мъчат съвременния човек – рак, невродегеративни заболявания, диабет и др. За това, научните среди приеха много възторжено резултатите от работата на японската и американската групи, публиквани през изминалата седмица в две от най-реномираните научни издания – Сайънс и Сел, които паказват, че е напълно възможно клетки от възрастен индивид да бъдат препрограмирани и върнати до състояние на ембрионални стволови клетки.

Възвръщане на потенциала

Подходът и на двете групи е сходен – те сравнили ембрионални стволови клетки и клетки на възрастни индивиди и направили списък на гените, които са активни в първите, но не работят във вторите. На следващия етап, всяка от групите подбрала по 4 гена от този списък, за които, на база информацията за тяхната функция, се предполага, че имат отношение към степента на диференциация и към потенциала за развитие. Шиня Яманака и неговите колеги, от университета в Които, избрали гените OCT3, SOX2, KLF4, и c-MYC, а американците начело с Джеймс Томсън освен OCT3 и SOX2 набелязали NANOG и LIN28. С помощта на специално модифицирани вируси, учените вкарали в кожните клетки активни копия на избраните гени. Усилията им се увенчали с успех – част от третираните клетки придобили характеристиките на ембрионални стволови клетки и възвърнали потенциала си за делене и диференциация. В последствие, учените успяли да предизвикат превръщането на тези нови стволови клетки в нервни клетки и клетки на сърдечния мускул.

А сега накъде?

Фактът, че две отделни групи получават сходни резултати независимо една от друга се приема с голямо облекчение от работещите в областта на стволовите клетки. През последните години, учените се сблъскаха с множество опити за фалшификация на данни и всяко публикуване на революционни резултати се приема скептично. В случая, Яманака, Томсън и техните колеги, използувайки различни гени и различни източници на първични клетъчни култури, постигат еднакви резултати, което поставя извън съмнение ефективността на метода.

Разбира се, подходът, предложен от изследователите, е още в начален етап на развитие и ще е необходимо още много време и много експерименти, за да се стигне до клиничното приложение на стволовите клетки за лечение на заболявания. Списания Сайънс публикува изказвания на изтъкнати учени, според които използуването на вируси за вкарване на активни копия на гени крие известни рискове – доказано е например, че подобни вируси могат да доведат до развитието на рак. Учените се надяват, че в бъдеще ще стане възможно да се разработят методи, които да им позволят да активират нормалните копия на тези гени в самите клетки, което да доведе до превръщането им в стволови и така да обезмисли употребата на вируси. При всички случаи постижението на екипите на Томсън и Яманака е от голямо значение за развитието на науката и медицината, тъй като показва един качествено нов подход за разрешаване на проблема с източниците на стволови клетки.