Naukowcy proponują metodę zamiany dowolnych komórek w inne dowolne komórki

[KopalniaWiedzy.pl 357]

W 2012 roku Nagroda Nobla z medycyny została przyznana m.in. Johnowi B. Gurdonowi, który 50 lat wcześniej udowodnił, że dojrzałe komórki można przeprogramować tak, by stały się komórkami pluripotencjalnymi.

W ciągu tych 50 lat medycyna niezwykle się rozwinęła, a w ciągu ostatniej dekady opracowano technikę pozwalającą na zmianę dorosłych komórek skóry w komórki pluripotencjalne. Technika ta jest jednak trudna, czasochłonna i wieloetapowa. W Proceedings of the National Academy of Sciences ukazał się właśnie artykuł, którego autorzy opisują formułę bezpośredniej zamiany dorosłych komórek w dowolne inne komórki. Ich technika, jeśli sprawdzi się w laboratorium, pozwoli na pominięcie wszystkich etapów pośrednich, co znakomicie skróci i ułatwi cały proces, czyniąc go przy tym znacznie tańszym.
Pomysł autorstwa naukowców z University of Michigan, University of Maryland i Harvard University łączy wiedzę o strukturze genomu i ekspresji genów z matematycznym modelem przetwarzania danych.

W artykule znajdziemy algorytm przeprogramowywania komórek. Autorzy artykułu jeszcze go nie testowali w laboratorium. Mają zamiar to zrobić i mają nadzieję, że dzięki ich publikacji, odpowiednie testy przeprowadzą laboratoria na całym świecie.
Komórki w naszym organizmie zawsze samodzielnie się specjalizują. Reguła, którą opracowaliśmy, to skrócona metoda dokonania tego samego – spowodowania, by dowolna komórka stała się inną dowolną komórką, mówi doktor Indika Rajapakse z University of Michigan. Uczony dodaje, że idea bezpośredniego przeprogramowywania komórek nie jest nowa. Pod koniec lat 80. ubiegłego wieku zespół pracujący pod kierunkiem doktora Harolda Weintrauba dokonał bezpośredniej zamiany komórek skóry w komórki mięśni, zanurzając komórki skóry w molekularnej kąpieli, która spowodowała „odczytanie” pewnych genów w DNA komórek wyjściowych. Opublikowana w PNAS formuła bazuje na badaniach Weintrauba i na możliwościach wspomnianych molekuł, czynników transkrypcyjnych.

Nowa metoda nie polega jednak na zanurzaniu komórek w kąpieli z czynników transkrypcyjnych. Jest to matematyczny model pozwalający stworzyć molekularną mapę komórek i na tej podstawie stwierdzić do których z nich i w którym momencie ich rozwoju wstrzyknąć czynniki transkrypcyjne, by uzyskać pożądany rodzaj komórek.

Mamy tak wiele danych na temat RNA i aktywności czynników transkrypcyjnych oraz konfiguracji chromosomów, że sądzimy, iż możemy zmienić początkową konfigurację komórki w pożądaną konfigurację, mówi Rajapakse.

Twórcy metody rozpoczynają właśnie jej testy w laboratorium profesora onkologii Maksa Wicha z centrum medycznego University of Michigan. Uczony mówi, że prace te mogą być niezwykle ważne właśnie na polu onkologii, gdyż macierzyste komórki nowotworowe mogą pojawiać się w organizmie właśnie wskutek takiego przeprogramowywania. Ta praca jest też istotna z punktu widzenia medycyny regeneracyjnej i inżynierii tkankowej, gdyż daje teoretyczne podstawy do uzyskania dowolnego typu komórek. To piękny przykład połączenia biologii i matematyki w celu odkrywania tajemnic natury.

« powrót do artykułu