211service.com
Atgimsta kamieninės ląstelės
[ Norėdami peržiūrėti šešių minučių vaizdo įrašą, kuriame du žinomi mokslininkai ir „Technology Review“ vyriausiasis redaktorius aptaria embrioninių kamieninių ląstelių tyrimų būdus ir priežastis – su įspūdinga spalvota grafika ir vaizdais – paspauskite čia . Pastaba: galite bet kada pristabdyti vaizdo įrašą. ]
2003 m. pabaigoje „Advanced Cell Technology“, nedidelio biotechnologijų startuolio Vusteryje, MA, tyrėjai manė, kad ruošiasi padaryti ką nors nepaprasto. Jie kruopščiai sukūrė klonuotus žmogaus embrionus iš suaugusių ląstelių ir stengėsi išlaikyti juos gyvus pakankamai ilgai, kad surinktų jų vidines ląstelių mases – brangius ląstelių kamuoliukus, iš kurių susidaro kamieninės ląstelės.
Tai buvo vienas geidžiamiausių biomedicininių tyrimų prizų: būdas išauginti embrionines kamienines ląsteles tiesiai iš, tarkime, iš konkretaus paciento paimtos odos ląstelės. Tai taip pat buvo vienas iš labiausiai spekuliatyvių biomedicinos projektų; Iš tiesų, Advanced Cell Technology (ACT) mokslininkai buvo vienintelė komanda Jungtinėse Valstijose, aktyviai to siekusi. Tačiau grupei vadovavęs Robertas Lanza (žr. Stem Cell Hope) sako manantis, kad jo komanda ACT buvo ant sėkmės slenksčio. Jei jis teisus ir jei darbas būtų tęsiamas, įmonė beveik neabejotinai būtų turėjusi raktą į naują revoliucinį biomedicininių priemonių rinkinį ir galbūt naujus daugelio skirtingų ligų gydymo būdus.
Tačiau 2004 m. vasarį ACT mokslininkų viltys žlugo. Pietų Korėjos kamieninių ląstelių mokslininkas Hwang Woo Suk iš Seulo nacionalinio universiteto ir jo kolegos paskelbė žurnale Mokslas kad jie sukūrė pacientui būdingas kamienines ląsteles. Šis pasiekimas pakėlė Hwangą į mokslinę žvaigždę. Jo šalis pavadino jį savo aukščiausiu mokslininku ir pagerbė pašto ženklu, kuriame pavaizduotas paralyžiuotas žmogus, galintis vėl vaikščioti. Pacientai reikalavo dalyvauti jo darbe. Hwang prisiėmė savo, kaip tarptautinės kamieninių ląstelių įžymybės, vaidmenį ir paskelbė apie planus sukurti kažką, vadinamą Pasaulio kamieninių ląstelių centru, kur jo laboratorijos nariai klonuotų ir kultivuotų kamieninių ląstelių linijas mokslininkams visame pasaulyje.
Tai, kas anksčiau buvo siaubingai rizikinga sritis, į kurią daugelis mokslininkų nenorėjo leistis, dabar tapo galimybe, sako Evanas Snyderis, Burnhamo medicinos tyrimų instituto La Jolla mieste, Kalifornijoje, Kamieninių ląstelių ir regeneracijos programos direktorius. Daugelis JAV mokslininkų, kurie negalėjo arba nenorėjo patys pradėti klonavimo darbų, pradėjo planuoti bendradarbiavimą su Korėjos mokslininkais. Žinojome, kad [klonavimas] pareikalaus daug laiko ir pinigų, o Korėjos vyriausybė buvo pasirengusi tiek daug smogti šiai problemai, sako Snyderis. Kai atrodė, kad tai buvo padaryta, daugelis iš mūsų pasakė: Na, tai palengvėjimas. Dabar galime atlikti tikrus mokslinius eksperimentus.
Tačiau Lanza ir jo kolegos, kurie buvo taip arti kamieninių ląstelių klonavimo, žiūrėjo nusivylę. Tai buvo gėda, sako Lanza. Ši neaiški grupė paskelbė tai padariusi. ACT jau buvo nestabilioje finansinėje padėtyje, tačiau Hwang pasiekimai dar labiau pablogino situaciją. Bendrovė taip pat staiga prarado žmogaus kiaušialąsčių, kurios yra labai svarbios klonavimo tyrimų sudedamosios dalies, atsargas, nes klinikos, vykdančios donorų programas, nejautė poreikio dalyvauti tyrimuose, kurių pagrindinis tikslas buvo pasiektas. Dėl to mokslininkai tiesiogine prasme turėjo įdėti savo darbą ant ledo. Turėjome užšaldyti daugybę savo ląstelių. Jis nutraukė šį tyrimą ir nuo to laiko nebuvo aktyvių tyrimų, sako Lanza. Akivaizdu, kad nebuvo šlovės – ar pelno – užėmus antrąją vietą.
Tik niekas iš to nebuvo tiesa. Nuo 2004 m. gegužės mėn. pradėjo sklisti pranešimai, kad Hwangas naudojo neetiškas priemones, kad gautų kiaušinius savo klonavimo tyrimams ir apie tai melavo. 2005 m. gruodžio mėn. tapo aišku, kad apgaulė buvo daug platesnė. Atrodė, kad Hwango žmogaus klonavimo tyrimai buvo įspūdingi apgaulė: Hwang universiteto tyrėjai nerado jokių įrodymų, kad jo komanda iš viso sukūrė klonuotų kamieninių ląstelių linijas.
Atrodė, lyg žiūrėtumėte sulėtintą automobilio avariją. Snyder sako, kad problemos mastas buvo tikrai siaubingas. Pasaulis buvo atkurtas iki 2004 m., kaip tada, kai Supermenas apvertė pasaulį atgal. Jei siekėte klonavimo 2004 m., vėl pradėjote jo siekti. Jei sėdėjai nuošalyje, grįžai sėdėdamas nuošalyje.
Tačiau kai kurie tyrinėtojai negalėjo atsukti laikrodžio atgal. Praėjus keliems mėnesiams po to, kai Hwangas paskelbė apie savo pranešimą, ACT investuotojai prarado susidomėjimą pacientui būdingų kamieninių ląstelių gamyba, o bendrovės mokslininkai dabar sutelkė dėmesį į mažiau rizikingų kamieninių ląstelių terapijos kūrimą. Buvome suvokiami kaip nesėkmė, nors iš tikrųjų buvome toliausiai priekyje, sako Lanza, ACT medicinos ir mokslo plėtros viceprezidentas. Praradome metus darbo ir perėjome prie kitų dalykų.
Tikrasis darbas nukentėjo, nes šis vaikinas žaidė kokį nors žaidimą, tęsia Lanza. Žinau, kad būsiu kritikuojamas už tai, kad tai sakiau, bet tikrai tikiu, kad turėjome protokolą, kuris būtų buvęs atkuriamas ir aiškus, ir jau galėjome pradėti gydymą.
Praėjus šešiems mėnesiams po to, kai paaiškėjo sukčiavimo detalės, Lanza ir grupės iš Harvardo universiteto ir Kalifornijos universiteto San Franciske, be kita ko, ruošiasi pradėti naujas programas, skirtas klonuoti kamienines ląsteles iš suaugusių donorų ląstelių – procesas paprastai vadinamas somatiniu. -ląstelių branduolio perkėlimas arba terapinis klonavimas. Nepaisant techninių ir politinių kliūčių, mokslininkai įsitikinę, kad branduolio perkėlimas turės didžiulę įtaką medicinai. Jie mano, kad iš karto klonuotos kamieninės ląstelės gali būti naudojamos kaip modeliai tiriant žmonių ligas ir neregėto tikslumo naujus vaistus; ilgainiui kamieninės ląstelės gali būti persodintos tiesiai į ligonius, kad būtų išgydytos degeneracinės ligos.
Korėjos sukčiavimas, nors ir akivaizdžiai niokojantis Lanzą, galėjo netyčia pagyvinti lauką. Hwang epizodas buvo labai destruktyvus, sako Ronaldas Greenas, Dartmuto koledžo etikos specialistas. Tačiau Hwango teiginiai leido žmonėms pažvelgti į tai, kas būtų įmanoma naudojant klonuotas kamienines ląsteles, o pasekmė buvo atnaujintas susidomėjimas terapiniu klonavimu.
Mokslininkai, planavę bendradarbiauti su Hwang, ištisus mėnesius rimtai galvojo apie tai, ką jie galėtų padaryti su klonuotomis kamieninėmis ląstelėmis – nuo naujų priemonių, leidžiančių atskleisti dešimtmečius tyrinėtas ligas, iki naujų gydymo būdų. Šių galimybių sukeltas jaudulys ir nauji grynųjų pinigų iš valstybinių ir privačių šaltinių antplūdžiai privertė daugelį nenorėti ilgiau laukti nuošalyje. Snyderis, vaikų neurologas ir neonatologas, norintis sukurti naujus gydymo būdus savo pacientams, dabar svarsto galimybę pradėti savo klonavimo programą. Yra daugiau pasirengimo patekti į šią sritį, ir manau, kad tai bus tęsiama, sako jis.
Atsipirkimas dėl ligos
Šaldiklyje La Jolla, Kalifornijoje, yra sušaldytų odos ląstelių bankas, surinktas iš pacientų, sergančių retu ir niokojančiu genetiniu sutrikimu, vadinamu Lesch-Nyhan liga. Vaikai, gimę su šia liga, turi genetinę klaidą, dėl kurios jie gamina per daug šlapimo rūgšties, kuri kaupiasi jų audiniuose. Jie taip pat kenčia nuo didelių neurologinių problemų maždaug toje pačioje smegenų dalyje, kurią užklupo Parkinsono liga, todėl atsiranda motorinių ir pažinimo problemų. Niekas nesupranta, kodėl šio geno defektas lemia smegenų defektą, sako pediatras ir genetikas iš Kalifornijos universiteto San Diege Theodore'as Friedmannas, ligą tyrinėjantis beveik 40 metų.
Maždaug prieš dvejus metus Friedmannas, genų terapijos ekspertas, pradėjo svarstyti, kaip kamieninės ląstelės galėtų padėti jo pacientams. Embrioninės kamieninės ląstelės turi dvi vertingas savybes: tinkamomis sąlygomis jos gali atsinaujinti – dalijasi, kad sukurtų identiškas naujas ląsteles – ir yra pluripotentinės, ty gali išsivystyti į beveik bet kokio tipo kūno ląsteles. Šis nuostabus lankstumas žavi tokius mokslininkus kaip Friedmannas, kurie svajoja apie dieną, kai galės paimti kamienines ląsteles, priversti jas tapti naujomis smegenų ar kepenų ląstelėmis ir persodinti Parkinsono liga ar organų nepakankamumu sergantiems pacientams.
Mokslininkai jau įrodė, kad gyvūnų kamieninės ląstelės, be kita ko, gali padėti gydyti širdies ligas, nugaros smegenų pažeidimus ir pjautuvinių ląstelių anemiją. Žiurkės, kurių nugaros smegenys buvo pažeistos, atgavo judrumą po nervinių pirmtakų ląstelių, pagamintų iš embrioninių kamieninių ląstelių, injekcijų. Kamieninės ląstelės, persodintos į žiurkių širdies audinį, gali padėti išgydyti pažeistus širdies raumenis.
Tačiau prieš pradedant išbandyti panašius gydymo būdus žmonėms, mokslininkai turės išspręsti imuninio atmetimo problemą. Persodintos kamieninės ląstelės, kurios dabar gaunamos iš išmestų embrionų, genetiškai skiriasi nuo jų recipientų; Kaip ir donoro inkstai, jie gali sukelti imuninį atsaką. Tai reiškia, kad net ir pažangiausius gydymo būdus iki klinikinio naudojimo dar reikia metų. Terapinis klonavimas yra vienas iš būdų, kaip kamienines ląsteles padaryti tinkamas transplantacijai, nes taip gaunamos ląstelės, kurios dalijasi jų recipiento DNR.
Teoriškai klonuotos kamieninės ląstelės galėtų padėti Friedmanno pacientams; mokslininkai galėjo ištaisyti genetinį ląstelių defektą prieš jas implantuodami. Tokio revoliucinio gydymo perspektyva labiausiai sužavėjo tiek visuomenę, tiek žiniasklaidą. Tačiau Friedmannas ir Snyderis daugiausia dėmesio skiria programai, kuri gali turėti daug platesnių pasekmių – ir yra arčiau pasiekiama. Užuot naudoję ląsteles kaip terapijos formą, mokslininkai planuoja jas naudoti Lesch-Nyhan ligai tirti ir išbandyti naujus gydymo būdus. Ekspertai teigia, kad tokio tipo taikymas gali žymiai pagerinti mūsų supratimą apie tai, kaip bet kuri liga, turinti genetinį komponentą, vystosi ląstelių lygiu. Galite sukurti kamieninių ląstelių liniją, kuri serga ALS arba Parkinsono liga, naudodami DNR iš paciento, kuris tikrai turi simptomų, sako Snyderis.
Mokslininkai galėtų paskatinti ląsteles išsivystyti į ligos pažeistas ląsteles, pvz., Parkinsono liga sergančius dopamino neuronus, ir ištirti sudėtingą ligos progresavimą nuo ankstyviausių sujudimų iki galutinio ląstelių mirties. Kadangi ląstelės būtų genetiškai identiškos paciento DNR, jos patirtų daug tų pačių molekulinių pokyčių, kurie yra paciento ligos pagrindas.
Didžiosios Britanijos mokslininkas Ianas Wilmutas, padėjęs klonuoti avelę Dolly, tikisi lėkštelėje esančias kamienines ląsteles paversti motoriniais neuronais – nervinėmis ląstelėmis, kurias nuniokojo Lou Gehrig liga (taip pat žinoma kaip amiotrofinė šoninė sklerozė arba ALS). Sukūrus kamieninių ląstelių liniją su liga, mokslininkai galėtų ištirti, kaip šie neuronai suserga ir miršta, ir ieškoti būdų, kaip sulėtinti arba sustabdyti ligos spiralę. Manau, kad ligų modeliai, pavyzdžiui, tie, kuriuos planuojame sukurti, trumpuoju, o gal ir ilgalaikiu laikotarpiu padės gydyti ligas daugiau nei klonuoti kamienines ląsteles audinių transplantacijai, sako Wilmutas.
Vienas iš pagrindinių klonuotų kamieninių ląstelių privalumų yra tai, kad jos leistų mokslininkams sukurti tikslius ligos modelius, prieš tai nenustačius pagrindinės genetikos. Su daugeliu sporadinių ligų žinome, kad yra genetinis komponentas, bet neaišku, kas tai yra ir kaip jis prisideda prie ligos vystymosi, sako Larry Goldsteinas, UCSD neurologas, tiriantis Alzheimerio ligą. Turime daug hipotezių, ir manau, kad ši metodika leis mums tas hipotezes patikrinti. Ir jei vienas teisingas, turėsime kryptį, kuria eisime terapija.
Alzheimerio ligos kamieninių ląstelių modelis taip pat leistų mokslininkams ištirti, ką liga veikia prieš pasirodant simptomams, ir galbūt sukurti ankstyvos diagnostikos testus. Tuo metu, kai Alzheimerio liga sergantis pacientas kreipiasi į gydytoją su pažinimo sutrikimais, smegenys yra smarkiai (ir galbūt negrįžtamai) pažeistos. Tyrinėti jau mirusių žmonių smegenis prilygsta studijuoti lėktuvo katastrofą lėktuvui atsitrenkus į žemę – žiūrite į nuolaužas, sako Goldsteinas. Norime pažvelgti į Alzheimerio ligos juodąją dėžę. Kas vyksta tose ląstelėse prieš avariją?
Siekdami ieškoti ankstyvųjų sutrikimo požymių, mokslininkai galėtų generuoti kamienines ląsteles naudodami Alzheimerio liga sergančio paciento DNR, tada paskatinti ląsteles diferencijuotis į neuronus ir stebėti, ar gaminasi specifiniai baltymai arba kiti molekuliniai pokyčiai, kurių nepastebėta neuronuose, gautuose iš sveiko embriono. kamieninės ląstelės. Tas pats metodas gali būti taikomas ir vėžiui, kuriam būdinga daugybė žalingų genetinių pokyčių. Norime sužinoti, ką anksčiausiai galite aptikti ligos ląstelių skirtumus, sako Renee A. Reijo Pera, UCSF žmogaus, embriono ir kamieninių ląstelių biologijos programos bendradirektorė.
Klonuotos kamieninės ląstelės taip pat gali būti daug veiksmingesnis būdas išbandyti vaistus. Labai dažnai gyvūnų modeliai, kurie egzistuoja tam tikrai ligai, tikrai autentiškai neatkartoja to, kas vyksta žmoguje, sako Snyderis. Naudodami modelius, pagrįstus kamieninėmis ląstelėmis, mokslininkai galėtų išbandyti vaistus įvairiose ligos stadijose, ieškodami junginių, kurie galėtų užkirsti kelią žmogui, kuriam gresia, pavyzdžiui, Alzheimerio liga, iš pradžių susirgti šia liga arba junginių, kurie sustabdo arba atšaukia. Žalos progresavimas žmonėms, kurie jau serga šia liga.
Snyderis galiausiai tikisi sukurti daugelio skirtingų neurodegeneracinių ligų kamieninių ląstelių modelius. Pirmasis jo žingsnis, bendradarbiaujant su Friedmannu, bus panaudoti sušaldytas odos ląsteles, esančias UCSD, kuriant kamienines ląsteles su Lesch-Nyhan liga. Snyderis iš pradžių tikėjosi, kad Hwangas išmokys jį klonavimo proceso. Tačiau dabar mokslininkai planuoja patys pradėti terapinio klonavimo projektą ir siekia gauti reguliavimo patvirtinimą bei valstybės ar privatų finansavimą.
Etiški kiaušiniai?
Norėdami sukurti normalias kamieninių ląstelių linijas, mokslininkai pradeda nuo apvaisinto embriono, paprastai išmetamo iš apvaisinimo in vitro klinikos. Jie surenka specializuotą ląstelių rutulį, vadinamą vidine ląstelių mase, iš embriono, kai jam sukanka penkios–šešios dienos. Kultivuojamos lėkštelėje, ląstelės išsivysto į embrioninių kamieninių ląstelių liniją, kuri, priklausomai nuo sąlygų, gali atsinaujinti arba diferencijuotis į specializuotus ląstelių tipus, pavyzdžiui, širdies ląsteles, kepenų ląsteles arba smegenų ląsteles. Mokslininkai turi nuolat kurti naujas kamieninių ląstelių linijas, nes esamos linijos gali kaupti mutacijas, todėl jos netinkamos terapijai ir įvairiems tyrimams.
Tačiau klonuotas kamienines ląsteles pagaminti dar sunkiau nei įprastas embrionines kamienines ląsteles. Mokslininkai paima DNR iš diferencijuotos ląstelės, pavyzdžiui, odos ląstelės, ir įterpia ją į kiaušinėlį, iš kurio buvo atimta DNR. Tada kiaušinėlis pradeda dalytis, panašiai kaip įprastas embrionas. Jei jis išgyvena pakankamai ilgai, jo vidinę ląstelių masę galima surinkti ir panaudoti kamieninėms ląstelėms auginti. Mokslininkai sukūrė kamienines ląsteles iš klonuotų pelių embrionų, bet nepakartojo šio žygdarbio žmonėms. Skirtingai nuo natūraliai apvaisintų embrionų, klonuotus embrionus sunku išlaikyti gyvus pakankamai ilgai – beveik savaitę – kad būtų galima surinkti jų vidines ląstelių mases.
Hwang teigė, kad tai daro nepaprastai efektyviai, naudodamas nedidelį kiaušinių skaičių. Žmonių kiaušialąstės yra brangus išteklius, kurį labai sunku gauti, todėl taupus kiaušinių naudojimas yra labai svarbus norint, kad branduolio perkėlimas būtų praktiškas. Tačiau vėlesni tyrimai atskleidė, kad Hwang ir jo kolegos melavo ne tik apie savo rezultatus, bet ir apie kiaušinių skaičių, kurį jie naudojo savo eksperimentuose. Remiantis Pietų Korėjos nacionalinio bioetikos komiteto ataskaita, Hwang savo nesėkminguose eksperimentuose panaudojo 2221 kiaušinį, o ne 427 kiaušinius, apie kuriuos buvo pranešta per du savo eksperimentus. Mokslas popieriai. Dabar mokslininkai neįsivaizduoja, kiek kiaušinėlių reikia sėkmingai klonuoti žmogaus kamieninių ląstelių liniją.
Kai suaugusio žmogaus ląstelės branduolys įdedamas į kiaušinį, kai kurie nežinomi kiaušialąstės veiksniai atsuka laikrodžio rodyklę, grąžindami ją į embrioninę būseną. Tai panašu į performatavimo klavišo paspaudimą kompiuteryje. Jūs iš naujo suformatuojate jį, kad taptumėte kitokio tipo ląstele, sako Snyderis. Mes nesuprantame molekulinių kelių, kurie tai daro... Kiek mums žinoma, vienintelis dalykas, galintis tai padaryti, yra kiaušinis.
Pasak Harvardo molekulinės ir ląstelių biologijos Kevino Eggano, kuris siekia savo universiteto leidimo pradėti branduolinio perdavimo tyrimus, neaišku, kiek kiaušinėlių mums reikia arba kiek moterų paaukos kiaušinius. Egganas, kuris taip pat priklauso Kalifornijos regeneracinės medicinos instituto etikos peržiūros tarybai (ir buvo 2005 m. TR35 narys), teigia, kad didžiąją praėjusių metų dalį praleido mokydamasis apie etikos ir medicinines problemas, susijusias su kiaušinėlių donoryste. Daugelis mokslininkų teigia, kad galimybė gauti kiaušinius lems terapinio klonavimo sėkmę. Mes turime terapiją, kuri galėjo sukelti revoliuciją medicinoje, pavyzdžiui, antibiotikai, tačiau turime kliūtį, kuri ją naikina, sako Lanza.
Kiaušialąsčių donorystės procedūra yra nepatogi ir galimai skausminga bei kelia tam tikrą medicininę riziką. Moterims turi būti taikomas hormonų gydymas, siekiant paskatinti ovuliaciją, konsultacijos, kad suprastų susijusią riziką, ir medicininė procedūra, kurios metu į makštį įkišama adata kiaušinėliams pašalinti iš kiaušidės. Nedidelei daliai donorų išsivysto kiaušidžių hiperstimuliacijos sindromas, kuris retais atvejais gali sukelti inkstų nepakankamumą.
Netgi aršūs šalininkai nesutaria dėl etiškiausių kiaušinių donorystės būdų. Kai kurie mokslininkai visai nenori naudoti žmonių kiaušinėlių. Manome, kad nedera leisti moterims atlikti rizikingą ir potencialiai pavojingą procedūrą, kai nežinome, koks yra efektyvumas, sako Stephenas Mingeris, Londono King's College mokslininkas, planuojantis prašyti Didžiosios Britanijos vyriausybės leidimo klonuoti žmogaus kamieną. ląstelės naudojant gyvūnų kiaušinėlius. Tie, kurie nori naudoti žmogaus kiaušinėlius, nesutaria, ar moterims turėtų būti sumokėta už jų aukas. Oponentai nerimauja, kad mokėjimas gali paskatinti kai kurias moteris atlikti procedūrą nesuvokiant rizikos. Tačiau kiti mano, kad kompensacija yra etiškiausias požiūris. Kai ACT tai padarė, mes sumokėjome kiaušinėlių donorams, sako Greenas. Aš ir toliau manau, kad tai yra geriausias būdas tai padaryti. Tai sąžininga ir atvira ir mažiausiai tikėtina, kad bus išvengta.
Pasak Lanzos, visos moterys, kurios neseniai susisiekė su ACT dėl kiaušialąsčių donorystės, pasitraukė iš šio proceso, kai sužinojo, kiek tam reikia laiko. Lanza sako, kad vis dar planuoja tęsti, kai tik galės gauti naują kiaušinių šaltinį. Jei būčiau tik pradėjęs, tikriausiai to nedaryčiau, sako jis. Kartais daugiau laiko skiriu prie telefono su teisininkais nei su mokslu... Bet mes investavome tiek daug laiko ir energijos bei tiek daug savęs, kad norime, kad tai būtų baigta. Vis dar manau, kad [branduolinio perdavimo] vaidmuo sergant įvairiomis ligomis yra labai svarbus.
Lanza įtaria, kad dėl kiaušialąsčių trūkumo ir nežinomo klonavimo proceso efektyvumo klonuotų kamieninių ląstelių terapinis panaudojimas atrodys labiau kaip inksto persodinimas, o ne kaip plačiai skiriamo vaisto nurijimas. Mes pripažįstame, kad tai nėra platus gydymas, kurio tikėjomės, bet esu įsitikinęs, kad tai išgelbės kai kuriuos žmones, sako jis. Galbūt mama paaukotų kiaušialąsčių, kad sukurtų kamienines ląsteles savo sergančiam vaikui.
Federalinis blokavimas
Kai amerikiečių mokslininkai ruošiasi naujoms lenktynėms dėl branduolinio perdavimo, jie susiduria su daugybe tų pačių kliūčių, kurios prieš dvejus metus daugeliui jų buvo įstrigusios starto bloke. Hwang turėjo didžiules pinigų sumas iš Korėjos vyriausybės, dievinančią publiką ir milžinišką, nors ir etiškai nepagrįstą, žmogaus kiaušinėlių tiekimą. JAV mokslininkai susiduria su intensyvia visuomenės priežiūra, administracija, prieštaraujančia embrioninių kamieninių ląstelių tyrimams, ir nuolatine kova dėl privačių investuotojų finansavimo.
2001 m. prezidentas Bushas apribojo federalinį embrioninių kamieninių ląstelių tyrimų finansavimą ir apribojo keletą jau egzistuojančių ląstelių linijų. Ši politika padarė pražūtingą atšaldymo poveikį laukui. Mokslininkai, norintys tyrinėti naujai gautas embrioninių kamieninių ląstelių linijas arba patys išvesti naujas linijas – kaip tai būtina perkeliant branduolį – turi rasti privačių finansavimo šaltinių.
Mokslininkai ir universitetų administratoriai taip pat susiduria su sunkia užduotimi atskirti visus viešai ir privačiai finansuojamus mokslinius tyrimus. Tai reiškia, kad visi ant kojų tempia 10 svarų svorius, sako Gregas Simonas, Vašingtone įsikūrusios advokatų grupės „FasterCures“, kurios tikslas – paspartinti naujų gydymo būdų kūrimą, prezidentas. Mes praleidžiame daug švaistomo laiko, atskirdami vyriausybės pinigus nuo privačių pinigų, kai turėtume skirti laiko tyrimams.
Federalinė blokada taip pat reiškia, kad Nacionaliniai sveikatos institutai, didžiausias šalies biomedicinos tyrimų institutas, atsisakė savo standartinio reguliavimo vaidmens, todėl daugelis mokslininkų dirba vakuume. Nacionalinė mokslų akademija pabandė ištaisyti tam tikrą trūkumą, 2005 m. paskelbdama neįpareigojančias kamieninių ląstelių tyrimų gaires ir šių metų pradžioje sukūrusi kamieninių ląstelių tyrimų priežiūros komitetą.
Daugelis valstijų vyriausybių jautėsi priverstos įsikišti, reguliuodamos ir teikdamos finansavimą kamieninių ląstelių tyrimams. Iki šiol Kalifornija, Konektikutas, Masačusetsas ir Naujasis Džersis priėmė įstatymus, leidžiančius embrioninių kamieninių ląstelių tyrimus, įskaitant darbą su klonuotais embrionais. Arkanzasas, Indiana, Ajova, Mičiganas, Šiaurės Dakota ir Pietų Dakota draudžia klonuotų embrionų tyrimus.
Be to, Kalifornija, Konektikutas ir Naujasis Džersis yra skyrusios valstybės lėšų kamieninių ląstelių tyrimams remti, kurių nefinansuoja federalinė vyriausybė. Kalifornijos iniciatyva, iki šiol didžiausia – 3 mlrd. Kalifornijos regeneracinės medicinos institutas, priežiūros subjektas, sukurtas pagal valstijos pasiūlymą 71, susidūrė su kaltinimais dėl interesų konfliktų tarp tų, kurie lemia lėšų paskirstymą, ir ginčus dėl to, kaip valstybė gaus finansinę naudą iš kamieninių ląstelių tyrimų. pažadas, kuris buvo pasiūlymo dalis.
Beveik visi embrioninių kamieninių ląstelių tyrimai Jungtinėse Valstijose susiduria su finansavimo kliūtimis ir etiniais prieštaravimais, tačiau kadangi branduolio perkėlimas yra labiausiai ginčytinas klausimas šioje srityje, jis apima ne tik sunaikinimą, bet ir kūryba embrionų, skirtų tyrimams – mokslininkai ir universitetai, planuojantys branduolinių medžiagų perdavimo programas, yra atsargūs. Lanza sako, kad dėmesio centre yra visi, atliekantys tokio pobūdžio tyrimus. Pavyzdžiui, Masačusetso įstatymai įpareigoja baudžiamąsias bausmes žmonėms, kurie pažeidžia įstatymus, reglamentuojančius kiaušinių ir embrionų įsigijimą. Jei kur nors paslysime, būsime nukryžiuoti, sako Lanza.
Kitos šalys turi daug palankesnę aplinką embrionų ir kamieninių ląstelių tyrimams, todėl jos gali tapti lyderiu naujose lenktynėse siekiant tobulo branduolio perdavimo. Pavyzdžiui, Jungtinėje Karalystėje kamieninių ląstelių tyrimai yra intensyviau reguliuojami, bet ir daug atviresni. Mokslininkai kreipiasi į centrinę valdžios instituciją dėl leidimo atlikti tyrimus su žmogaus embrionais. Nagrinėjamų mokslinių tyrimų pasiūlymų santraukos, įskaitant tuos, kurie susiję su branduoliniu perkėlimu, skelbiami internete, kad būtų galima viešai įvertinti, kartu su patvirtinimo kriterijų paaiškinimu. JK turime didžiulę vyriausybės paramą, pradedant nuo ministro pirmininko ir baigiant, sako Mineris, amerikiečių mokslininkas, migravęs į JK. JAV yra stigma, susijusi su kamieninėmis ląstelėmis, kuri čia netiesa.
Šis atvirumas prieštarauja situacijai Harvarde, kur keli mokslininkai daugiau nei prieš dvejus metus kreipėsi dėl leidimo atlikti branduolinio perdavimo tyrimus. Pagal Masačusetso valstijos įstatymus, tyrėjai turi gauti savo eksperimentus, patvirtinančius institucinių peržiūros tarybų. Tačiau kadangi britų patvirtinimo procedūra iš esmės yra skaidri, nei Harvardo pareigūnai, nei eksperimentus siūlantys mokslininkai nediskutuotų su Technologijų apžvalga savo tyrimų planus arba peržiūros proceso detales, kol jis bus baigtas.
Visoje Atlanto vandenyno dalyje vyriausybės parama padėjo dviem JK grupėms tapti terapinio klonavimo tyrimų priešakyje. Alison Murdoch, Miodrag Stojkovic ir Niukaslo prie Taino universiteto bendradarbiai tikriausiai padarė didesnę pažangą branduolinės energijos perdavimo srityje nei bet kuris kitas mokslininkas. Murdocho komanda gavo JK valdžios leidimą pradėti eksperimentus 2004 m. rugpjūtį ir paskelbė, kad klonavo ankstyvos stadijos embrioną (dar neišskyrė kamieninių ląstelių) netrukus po to, kai Hwang paskelbė savo dabar atsitrauktą dokumentą, kuriame skelbiama apie veiksmingą klonavimo technologiją. Edinburgo universitete Wilmutas taip pat ketina atlikti branduolinį perkėlimą. Po Hwang skandalo jis atidėjo savo planus, bet dabar siekia leidimo pradėti naują eksperimentų rinkinį, naudojant gyvūnų, o ne žmonių kiaušinius.
Kalifornijos prieglobstis
Aukštai ant kalvos esančioje laboratorijoje su vaizdu į San Francisko įlanką Renee Reijo Pera sėdi prie savo stalo ir klausosi statybų garsų. Erdvė šalia jos laboratorijos buvo visiškai išdarinėta; kopėčios ir išmėtyti ilginamieji laidai pakeitė tvarkingas mikroskopų ir šaldiklių eiles. Pasibaigus rugpjūčio mėn., erdvė taps naujos UCSF terapinio klonavimo tyrimų programos namais. Tai iš tikrųjų bus dabartinės Reijo Peros laboratorijos kopija, aprūpinta tokia pačia įranga, bet įsigyta privačiomis lėšomis.
UCSF tikisi, kad nauja priemonė padės jai tapti terapinio klonavimo lydere. Universitetas buvo pirmasis Jungtinėse Valstijose, kuris dešimtajame dešimtmetyje bandė perkelti branduolinę energiją, nors ir nesėkmingai. Dabar tikimės vėl pradėti ten, kur tie tyrimai baigėsi, sako Arnoldas Kriegsteinas, universiteto Kamieninių ląstelių ir audinių biologijos instituto direktorius.
Reijo Pera ir kolegos pradėjo klonavimo eksperimentus kitame ne vietoje esančiame objekte, galbūt pirmoji JAV grupė, išbandžiusi žmogaus branduolio perkėlimą po to, kai Lanzos komanda sustabdė savo darbą 2004 m. UCSF laboratorijoje jie naudos, kad nepavyks apvaisinti kiaušialąsčių iš ind. apvaisinimo mėgintuvėlyje klinikoje, kurias gauti daug lengviau nei donoro žmogaus kiaušialąstes. Kai jie optimizuos eksperimentines sąlygas, jie pradės naudoti žmonių kiaušinėlius, paaukotus specialiai tyrimams.
Naujoji UCSF programa yra tik vienas iš Kalifornijos siekio tapti terapinio klonavimo prieglobsčiu ženklas. 3 milijardų JAV dolerių valstybės finansavimas kamieninių ląstelių tyrimams, kuriam rinkėjai pritarė 2004 m., buvo sustabdytas teisiniuose ginčuose; tačiau kol kas priežiūros agentūra išleidžia obligacijas, kad surinktų pinigų kamieninių ląstelių programoms. Daugelis universitetų, kurie tikisi gauti dalį tų pinigų, teigia, kad branduolinis perdavimas bus pagrindinė jų mokslinių tyrimų darbotvarkės dalis.
Dvi Harvardo mokslininkų komandos su įspūdinga dokumentacija taip pat planuoja pradėti branduolinio perdavimo eksperimentus. George'as Daley'is iš Bostono vaikų ligoninės nori sukurti pacientui pritaikytas kamienines ląsteles kaulų čiulpų transplantacijai vaikams, sergantiems kraujo ligomis, tokiomis kaip leukemija. Šiuo metu daugelis iš šių vaikų negali rasti donorų, kurių kaulų čiulpai yra pakankamai artimi, kad būtų tinkami transplantacijai. Ir kartais net suderintos kaulų čiulpų transplantacijos gali sukelti sunkią imuninę reakciją. Egganas, pelių klonavimo ekspertas, ir Dougas Meltonas, molekulinis ir ląstelių biologas iš Harvardo, nori panaudoti klonavimą kurdami naujus neurodegeneracinių ligų ir diabeto modelius. Harvardo mokslininkai tikisi gauti galutinį patvirtinimą atitinkamiems projektams šiais metais.
Debatų perprogramavimas
Tobiasas Brambrinkas sėdi prie mikroskopo ir žiūri į plokštelę, padengtą milijonais specializuotų odos ląstelių, žinomų kaip fibroblastai. Jis tikisi rasti ląstelių sankaupą, kuri švyti žaliai, arba, dar geriau, kai kurias ląsteles, turinčias apvalią kamieninių ląstelių formą, o ne pailgą fibroblastų formą. Brambrinkas, Rudolfo Jaenischo laboratorijos mokslininkas, dirbantis Whitehead biomedicininių tyrimų institute Kembridže, MA, ieško genetinių jungiklių, valdančių perprogramavimą – menkai suprantamą transformaciją, kuri vyksta klonuojant, grąžinant suaugusios ląstelės embrioninę būseną.
Visos organizmo ląstelės turi tuos pačius genus, tačiau ląstelės genų veiklos modelis lemia, ar ji taps kamienine ląstele, ar diferencijuota ląstele. Perprogramavimo metu kai kurie dar nežinomi veiksniai kiaušinėlyje išjungia genus, kurie sudaro ląstelę, tarkime, neuroną, ir įjungia genus, kurie yra išreikšti embrionuose. Kad atskleistų genus, kontroliuojančius šią konversiją, Brambrink sukūrė suaugusiųjų ląsteles, kurios ekspresuotų genus, kurie selektyviai aktyvuojami kiaušiniuose. Jei konkretus vienos iš šių ląstelių išreikštas genas yra labai svarbus perprogramavimo procesui, jis suaktyvins genus, kurie, kaip žinoma, dalyvauja vėlesniuose proceso etapuose; tie genai buvo pažymėti žymenimis, dėl kurių ląstelė švyti žaliai. Geriausiu atveju aktyvatoriaus genas gali paskatinti perprogramavimą, sukurdamas kamieninių ląstelių sankaupą, kurioje kadaise buvo diferencijuotų fibroblastų.
Ląstelių perprogramavimas lėkštelėje būtų didžiulis proveržis terapinio klonavimo srityje. Kai mokslininkai supras šį procesą, jie gali sukurti naujas technologijas, skirtas suaugusiųjų ląsteles paversti tiesiogiai kamieninėmis ląstelėmis. Tokios technologijos pašalintų etinius ginčus dėl embrioninių kamieninių ląstelių, nes joms nereikėtų kurti ir sunaikinti žmogaus embrionų. Jie taip pat pašalintų žmonių kiaušinėlių poreikį, todėl terapinis klonavimas galėtų būti daug veiksmingesnis ir todėl naudingesnis plačiau. Tokia pažanga tikrai galėtų pradėti naują regeneracinės medicinos erą, kai pritaikyta kamieninių ląstelių transplantacija yra prieinama kiekvienam, kuriam jos reikia.
Mokslininkai jau šiek tiek paaiškino perprogramavimo procesą. Straipsnyje, paskelbtame rugsėjį, Whitehead biologas Rickas Youngas ir jo kolegos nustatė genų, kurie laikomi neaktyvūs nediferencijuotose kamieninėse ląstelėse, rinkinį. Tyrėjai teigia, kad kai šie genai yra įjungti, jie gamina transkripcijos faktorius, kurie skatina ląsteles skirtingais vystymosi keliais.
Mokslininkai perspėja, kad aiškus perprogramavimo vaizdas – toks, kuris leistų gaminti kamienines ląsteles be kiaušinėlių – greičiausiai bus po dešimtmečių. Tačiau tai, kas iki šiol mažai žinoma, jau padeda mokslininkams sukurti naujus, mažiau prieštaringus kamieninių ląstelių kūrimo būdus. Pavyzdžiui, mokslininkai ieško būdų, kaip sukurti genetiškai pakeistus embrionus, kurie nebegali išsivystyti į žmones, taip pašalindami kai kuriuos etinius ginčus, susijusius su branduolių perkėlimo tyrimais. Markusas Grompe'as, Oregono sveikatos ir mokslo universiteto Portlande esančio Oregono kamieninių ląstelių centro direktorius, tikisi sukurti tokią technologiją, priversdamas donorines ląsteles ekspresuoti genus, paprastai randamus tik embrioninėse kamieninėse ląstelėse (žr. 10 naujų technologijų: branduolio perprogramavimas, kovo mėn./ 2006 m. balandžio mėn.).
Tiesą sakant, branduolinis perdavimas gali pasirodyti pereinamojo laikotarpio technologija. Tačiau net jei taip ir yra, ir nepaisant visų ginčų, jis vis tiek gali būti gyvybiškai svarbus kaip raktas kuriant naujesnes technologijas, galinčias pagaliau išlaisvinti embrionines kamienines ląsteles nuo etinių kliūčių. Branduolinis perkėlimas yra vienintelis būdas, kuriuo šiuo metu galime atlikti perprogramavimą. Tai yra mūsų modelis ir mūsų kriterijus, kad sužinotume, kas svarbu, sako Whitehead's Jaenisch. Snyder priduria: „Jei nežinome, kaip atlikti branduolinį perkėlimą, arba mums neleidžiama to daryti, šios potencialiai diskusijų sprendimo technikos tampa neįmanoma įgyvendinti.
Lanza taip pat kuria naujas perprogramavimo technologijas, kad išvengtų kiaušinių trūkumo. Tačiau, kaip ir Snyderis, jis nerimauja, kad per didelis dėmesys neaiškioms alternatyvoms gali sužlugdyti terapinio klonavimo progresą, kuris, kaip žino mokslininkai, veikia. Sukurkime visas šias technologijas ir pažiūrėkime, kas geriausiai veikia, siūlo jis. Jis priduria, kad mėnesių ir metų kovos su etinėmis ir teisinėmis problemomis, susijusiomis su kamieninių ląstelių tyrimais, o ne su mokslu, jį nualino. Tačiau mintis apie kamieninėmis ląstelėmis pagrįstą terapiją verčia jį tęsti. Aš dažnai grįždavau namo ir pakeldavau rankas. Bet tada sakau: Mes negalime taip lengvai pasiduoti.
Emily Singer yra „Technology Review“ biotechnologijų redaktorė.
Šoninė juosta: imuniteto įveikimas
Viena didžiausių kliūčių kamieninių ląstelių terapijai yra imuninės sistemos atmetimo galimybė, kaip tai gali atsitikti su donoro inkstais. Pacientų suderintos kamieninės ląstelės, gautos iš paciento paaukotos odos ląstelės, galėtų padėti išspręsti šią problemą. Tačiau mokslininkams pradėjus manyti, kad kamieninių ląstelių klonavimas gali būti pernelyg neefektyvus plačiai naudojamas, jie pradėjo kurti kitus būdus, kaip įveikti imuninį atmetimą.
Užuot kūrę kamieninių ląstelių linijas kiekvienam pacientui, kuriam jų reikia, sako Stephenas Mingeris, Londono King's College kamieninių ląstelių mokslininkas, galbūt geriau sukurtume 1000 kamieninių ląstelių linijų, atitinkančių labiausiai paplitusius imuninius profilius populiacijoje. Visiems nepritaikysite... bet būtumėte artimi ir jums gali prireikti tik lengvo imuniteto slopinimo, sako jis.
Mokslininkai taip pat kuria būdus, kaip panaudoti kamienines ląsteles imuninei sistemai apgauti. Jei galite išmušti [imuninį atsaką], gali būti, kad ląstelės pateks po radaru, sako Timas Kampas, Viskonsino-Madisono universiteto kamieninių ląstelių mokslininkas. Preliminarūs tyrimai rodo, kad kamienines ląsteles pavertus tam tikro tipo imuninėmis ląstelėmis, žinomomis kaip dendritinė ląstelė, šeimininko imuninė sistema gali būti apgaunama, kad ji priimtų kitas susijusias ląsteles. Jei mokslininkai pagamintų ir imunines ląsteles, ir bet kokio tipo ląsteles, kurių reikia gydymui iš tų pačių kamieninių ląstelių linijų, jie galėtų suleisti abiejų tipų ląsteles pacientui be imuninio atsako.
Kai kuriais atvejais gydytojams gali nereikėti jaudintis dėl imuninės sistemos atmetimo. Pradedame suprasti, kad imuninė sistema kai kuriose kūno vietose gali geriau toleruoti kamienines ląsteles, nei tikėjomės, sako Evanas Snyderis, Burnham instituto neurologas La Jolla, Kalifornijoje. Atrodo, kad smegenys toleruoja embrionines kamienines ląsteles net ir be imuninės sistemos slopinimo.
Kalifornijoje įsikūrusi biotechnologijų įmonė Geron, kurianti embrioninių kamieninių ląstelių terapiją, naudojasi šiuo faktu kurdama naujus nugaros smegenų pažeidimo gydymo būdus. Mokslininkai paskatino sužeistas žiurkes vėl vaikščioti po nervinių pirmtakų ląstelių, gautų iš embrioninių kamieninių ląstelių, injekcijų; Geronas siekia leidimo kitais metais pradėti klinikinius su žmonėmis susijusius procedūros tyrimus.