Klejenie komórek macierzystych

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Zastosowanie prostej procedury umożliwia aktywizację komórek macierzystych i ułatwia ich dostarczenie do tkanek, w których są potrzebne. Odkrycie może stać się istotnym udoskonaleniem wielu innych technik związanych z wykorzystaniem tych niezwykłych komórek.

Kiedy pobrane z organizmu komórki macierzyste znajdują się w naczyniu hodowlanym zbyt długo, po pewnym czasie "starzeją się" i tracą swoje unikalne właściwości. Na ich powierzchni zanikają kluczowe białka, odpowiedzialne za przyleganie do ścian naczyń krwionośnych. Powoduje to, że ich aktywność znacznie maleje, a podanie do organizmu daje efekt daleki od optymalnego. Okazuje się jednak, że wystarczy zaledwie 45 minut, by pożądane cechy w znacznym stopniu powróciły.

Molekułą kluczową dla "ożywienia" komórek macierzystych jest SLeX (ang. Sialyl Lewis X), związek należący do grupy węglowodanów, przyłączony do białek na powierzchni wielu typów komórek. Naukowcy z Wydziału Nauk o Zdrowiu i Technologii prowadzonego wspólnie przez MIT oraz Uniwersytet Harvarda wykazali, że przyłączenie cząsteczek SLeX znacznie ułatwia migrację komórek macierzystych przez ściany naczyń krwionośnych.

Krwiobieg jest znakomitym sposobem dostarczania [komórek - red.], lecz komórki macierzyste nie poruszają się w naczyniach krwionośnych, jeżeli były trzymane w hodowli komórkowej. Opracowana przez nas procedura daje nadzieję na pokonanie tej przeszkody, tłumaczy Jeffrey Karp, jeden z badaczy zaangażowanych w eksperyment. Wyniki badań przeprowadzonych przez jego zespół zostały opublikowane na łamach czasopisma Bioconjugate Chemistry.

Aby komórki macierzyste mogły skutecznie pełni swoją rolę w terapii, muszą najpierw dotrzeć do tkanki, w której mają funkcjonować. Problem w tym, że jeśli zbyt długo przebywają poza organizmem, mają tendencję do pasywnego unoszenia się w strumieniu krwi i nie wiążą się ze ścianami naczyń krwionośnych. Przeprowadzony na Wydziale Nauk o Zdrowiu i Technologii eksperyment pokazuje, że umiejętne przyłączenie cząsteczek SLeX do powierzchni komórek znacznie ułatwia ten proces.

Opisywana procedura trwa łącznie 45 minut i składa się z trzech etapów, w których komórki są inkubowane z kolejnymi substancjami. Pierwszą z nich jest biotyna, zwana też witaminą H, mająca zdolność do wiązania się z powierzchnią komórek macierzystych. Następnie przyłącza się do niej cząsteczki białka streptawidyny, stosowane powszechnie w laboratoriach właśnie ze względu na ogromną siłę wzajemnego wiązania obu związków. Do powstałego w ten sposób kompleksu dodaje się cząsteczki SLeX.

Aby potwierdzić skuteczność procedury, badacze pobrali ze szpiku kostnego komórki macierzyste i hodowali je w laboratorium tak długo, aż straciły część swoich unikalnych właściwości. Dopiero wtedy zostały "oblepione" SLeX.

Eksperyment przeprowadzony w warunkach laboratoryjnych wykazał, że w wyniku procedury komórki nabyły pożądaną cechę, jaką jest zdolność do wiązania się ze ścianami naczyń krwionośnych i "toczenie się" po ich powierzchni. Co ważne, nie tracą przy tym swojej żywotności.

Zastosowana technika ma jeszcze jedną zaletę. Udoskonalenie techniki wykorzystującej cząsteczki biotyny i streptawidyny umożliwia przyłączanie do komórek także wielu innych substancji, otwierając tym samym drogę do kolejnych odkryć i modyfikacji. 

Autorzy zastrzegają, że konieczne jest przeprowadzenie testów na zwierzętach, które ostatecznie potwierdzą (lub podważą) prawdziwość ich przypuszczeń. Jeżeli okaże się, że opracowana procedura rzeczywiście spełnia oczekiwania, możemy stać się świadkami prawdziwie przełomowego odkrycia. Pozwoli ono na znaczną poprawę skuteczności eksperymentalnych terapii wykorzystujących właściwości komórek macierzystych.