211service.com
Investavimas į kamieninių ląstelių bankus
Vienas iš didžiausių ląstelių perprogramavimo privalumų – suaugusiųjų ląstelių pavertimas kamieninėmis ląstelėmis – yra galimybė užfiksuoti individo genetinę įvairovę. Mokslininkai dabar naudoja šią technologiją, vadinamą indukuotų pluripotentinių kamieninių (iPS) ląstelių perprogramavimu, kad sukurtų skirtingų žmonių kamieninių ląstelių bankus. Bankai bus naudojami įvairių vaistų toksiškumui tirti, naudojant skirtingų etninių grupių žmonių ląsteles, ir gali tiekti ląsteles audinių pakaitinei terapijai. Tyrėjai pristatė savo pastangų detales Tarptautinė kamieninių ląstelių tyrimų draugijos konferencija šią savaitę San Franciske.
Shinya Yamanaka , kamieninių ląstelių mokslininkas iš Gladstone instituto San Franciske ir Kioto universiteto Japonijoje, pirmą kartą sukūrė iPS ląsteles 2007 m., pridėdamas tik keturis genus į suaugusiųjų ląsteles, kurios paprastai yra aktyvios tik embrionuose. ( Jamesas Tomsonas ir Junying Yu Viskonsino universitete Madisone tuo pačiu metu paskelbė panašų metodą.) Ląstelės gali daugintis daug kartų ir gali išsivystyti į bet kokio tipo žmogaus kūno ląsteles, kurios yra dvi pagrindinės embrioninių kamieninių ląstelių savybės. Be to, kadangi iPS ląstelės nėra pagamintos iš žmogaus embrionų, jos apeina etinius ir techninius iššūkius, susijusius su embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis.
Nuo to laiko mokslininkai sukūrė iPS ląsteles iš pacientų, sergančių įvairiomis ligomis, įskaitant amiotrofinę lateralinę sklerozę (ALS) ir Parkinsono ligą, ir šios ląstelės naudojamos šioms ligoms tirti. Nemažai naujų įmonių kuria būdus, kaip panaudoti ląsteles vaistams tirti, tiek dėl toksiškumo žmogaus ląstelėse, tiek dėl jų veiksmingumo mažinant molekulinius ligos požymius. Jeanne Loring, La Jolla, Kalifornijos Scripps tyrimų instituto Regeneracinės medicinos centro direktorė, kuria kamieninių ląstelių banką, kuris bus naudojamas toksiškumo tyrimams, daugiausia dėmesio skirdama afrikiečiams ir afroamerikiečiams – grupėms, kurios, kaip žinoma, turi aukštą genetinės įvairovės lygis. Loringas ir bendradarbiai analizuoja daugybę genetinių variantų ląstelėse, kurias jie renka, ypatingą dėmesį skirdami vaistus metabolizuojančių fermentų, kurie gali turėti įtakos pacientų reakcijai į konkrečius vaistus, įskaitant antidepresantus, skausmą malšinančius vaistus ir vaistus nuo širdies ligų, skirtumus.
Ilgalaikis iPS ląstelių tikslas yra panaudoti jas pažeistiems ar ligotiems audiniams atstatyti arba pakeisti. Kaip ir organų transplantacijos, taip ir kamieninių ląstelių transplantacijos turi būti suderintos su recipientu. Tačiau Yamanaka atkreipia dėmesį į tai, kad suasmenintų ląstelių kūrimas visiems, kuriems jų reikia, greičiausiai bus per daug laiko ir brangu, kad būtų praktiškas. Asmens kamieninių ląstelių linijai sukurti gali prireikti nuo dviejų iki šešių mėnesių, o, pavyzdžiui, kam nors, kenčiančiam nuo stuburo smegenų pažeidimo, per kelias dienas po sužalojimo greičiausiai reikės persodinti ląsteles. (JAV maisto ir vaistų administracija dar nepatvirtino stuburo smegenų pažeidimo gydymo kamieninėmis ląstelėmis, nors viena įmonė tikisi netrukus šiuo tikslu išbandyti embrionines kamienines ląsteles.)
Vietoj to Yamanakos komanda stengiasi sukurti kamieninių ląstelių linijų banką, kuris būtų tinkamas didelei Japonijos gyventojų daliai. Nors tokio kamieninių ląstelių banko koncepcija pirmą kartą buvo pasiūlyta prieš keletą metų embrioninėms kamieninėms ląstelėms, iPS ląstelių technologija labai palengvino jo kūrimą.
Siekdama ištirti galimybę sukurti kamieninių ląstelių banką, Yamanaka komanda išbandė 107 japonų savanorių audinių tipą. Žmonės labai skiriasi genais, koduojančiais ląstelių paviršiaus molekules, vadinamas žmogaus leukocitų antigenais (HLA), ir kuo labiau šie antigenai sutampa tarp donoro ir recipiento, tuo mažesnė tikimybė, kad recipiento imuninė sistema atmes persodintą audinį. Tyrėjai išsiaiškino, kad du iš savanorių buvo homozigotiniai – tai reiškia, kad jie turėjo dvi atitinkančias kopijas – kiekvieno iš trijų HLA genų. Dėl šio reto genotipo šie žmonės galėtų būti donorais visiems, turintiems tuos tris antigenus – beveik trečdaliui savanorių grupės. Remiantis bendradarbio skaičiavimais, tik 50 skirtingų ŽLA tipų galėtų apimti 90 procentų Japonijos gyventojų. Nuo to laiko mokslininkai iš šių asmenų padarė iPS ląsteles ir parodė, kad jie elgiasi įprastai ir gali būti diferencijuojami į daugybę ląstelių tipų.
Rogeris Pedersonas , Kembridžo universiteto (JK) kamieninių ląstelių biologas perspėja, kad net ir tokiam atitikimo lygiui prireiktų tam tikro imunosupresijos dėl nedidelių ŽLA neatitikimų. Tačiau geriau kurti linijas visiems, kuriems jos reikia, sako Pedersonas, kuris 2005 m. pasiūlė kamieninių ląstelių banko idėją.
Dar neaišku, kaip sunku būtų sukurti panašų, pagal audinius suderintą banką įvairesnėms populiacijoms. Japonai yra ypač vienalytė populiacija, ir man įdomu, ar būtų įmanoma padaryti panašų ekraną JAV, sako Loringas. Kadangi amerikiečiai yra etniškai nevienalyčiai, homozigotų tikriausiai yra mažiau, sako ji.
2005 m. Pedersono komanda išanalizavo lavoninių organų donorų ir žmonių, esančių JK laukiančiųjų organų donorų sąraše, ŽLA tipus, apskaičiavo, kad 150 kamieninių ląstelių eilučių būtų naudinga maždaug 85 procentams sąraše esančių asmenų. Dešimt donorų, homozigotinių įprastų ŽLA tipų, būtų naudingi maždaug 67 proc. Tyrėjai dar nekuria tokio banko, tačiau jie analizuoja geriausią būdą sukurti kliniškai naudingą ląstelių banką.
Populiacija pagrįsta kamieninių ląstelių bankininkystė vis dar tik prasideda. (Naujagimių virkštelės kraujo bankai, kuriuos tėvai dažnai laiko privačiose patalpose, yra kitokio pobūdžio bankininkystė. Šio kraujo kamieninės ląstelės yra naudingos ribotam retųjų ligų rinkiniui, todėl jų negalima išplėsti ar diferencijuoti taip, kaip iPS. ląstelės gali.) Kol mokslininkai tiria būdus, kaip iPS ląsteles naudoti kaip ligų gydymą, nė vienas iš jų dar nebuvo išbandytas klinikiniais tyrimais. Be to, šios ląstelės dar nėra tinkamos žmogaus persodinimui; dabartinis jų gamybos būdas gali kelti tam tikrą vėžio riziką. Vis dar nenustatėme, kuris indukcijos tipas yra geriausias, tačiau išsprendus techninius klausimus, tokį banką sukurti būtų įmanoma, sako Yamanaka.