Ο νέος τύπος βλαστικών κυττάρων υπόσχεται να κάνει πραγματικότητα την αναγεννητική ιατρική
Ερευνητές από το Κέντρο Georgetown Lombardi για τον Καρκίνο στις ΗΠΑ
αναφέρουν ότι μια κατηγορία κυττάρων που δημιούργησαν πριν από ένα έτος
αποδείχθηκε ότι αποτελεί πράγματι έναν νέο τύπο κυττάρων με τις
ιδιότητες των βλαστικών. Οι επιστήμονες τονίζουν με δημοσίευσή τους στην
επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences» ότι τα
κύτταρα αυτά έχουν τη δυναμική να προσφέρουν πολλά στην αναγεννητική
ιατρική ξεπερνώντας τους «σκοπέλους» με τους οποίους έχουν συνδεθεί τα
βλαστικά κύτταρα που γνωρίζουμε μέχρι τώρα.
Δεν συνδέονται με ογκογένεση
Οι επιστήμονες αναφέρουν στη δημοσίευσή τους ότι τα νέα κύτταρα δεν εκφράζουν τα ίδια γονίδια με τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα ή τα κύτταρα που προκύπτουν από μετατροπή ενηλίκων κυττάρων σε κύτταρα με τις ιδιότητες των πολυδύναμων εμβρυϊκών βλαστικών (κύτταρα iPS). Το γεγονός αυτό εξηγεί για ποιον λόγο δεν συνδέονται με ογκογένεση όταν καλλιεργούνται στο εργαστήριο, όπως συμβαίνει με τα υπόλοιπα βλαστικά κύτταρα καθώς και γιατί δείχνουν συνεχή σταθερότητα, παράγοντας κάθε φορά ακριβώς τον τύπο των κυττάρων που επιθυμούν οι ερευνητές.
«Τα κύτταρα αυτά φαίνεται να αποτελούν τον ακριβή τύπο που χρειαζόμαστε ώστε να μετατρέψουμε την αναγεννητική ιατρική σε πραγματικότητα» ανέφερε χαρακτηριστικά ο Ρίτσαρντ Σλέγκελ, κύριος ερευνητής της νέας μελέτης και διευθυντής του Τμήματος Παθολογίας στο Κέντρο Georgetown Lombardi που αποτελεί τμήμα του Ιατρικού Κέντρου του Πανεπιστημίου Georgetown.
Η καινούργια μελέτη αποτελεί συνέχεια μιας προηγούμενης ερευνητικής δουλειάς της ίδιας ομάδας η οποία είχε οδηγήσει σε ένα μεγάλο επίτευγμα τον Δεκέμβριο του 2011: τότε ο δρ Σλέγκελ και οι συνεργάτες του ανακοίνωσαν ότι ανέπτυξαν μια εργαστηριακή τεχνική η οποία κρατά ζωντανά επ’αόριστον τόσο φυσιολογικά όσο και καρκινικά κύτταρα – κάτι τέτοιο δεν είχε επιτευχθεί στο παρελθόν. Συγκεκριμένα οι ερευνητές είχαν ανακαλύψει ότι η προσθήκη δύο διαφορετικών «συστατικών» σε αυτά τα κύτταρα (έναν αναστολέα της Ρ-κινάσης καθώς και κύτταρα τροφοδότες των ινοβλαστών) τα ωθεί στο να μετατρέπονται σε κύτταρα με τις ιδιότητες των βλαστικών τα οποία παραμένουν ζωντανά για πάντα. Όταν αυτά τα δύο «συστατικά» αφαιρεθούν από τα κύτταρα, τότε εκείνα επανέρχονται στην πρότερη διαφοροποιημένη κατάστασή τους. Οι ερευνητές ονόμασαν αυτά τα κύτταρα «υπό όρους επαναπρογραμματισμένα κύτταρα» (Conditionally Reprogrammed Cells, CRC).
Η αναγεννητική ιατρική στην πράξη
Η εξέλιξη αυτή θεωρήθηκε ως ένα εκπληκτικό βήμα προς την εξατομικευμένη ιατρική για τον καρκίνο. Είναι μάλιστα αξιοσημείωτη η περίπτωση ενός ασθενούς την οποία παρουσίασε ο δρ Σλέγκελ σε τεύχος της επιθεώρησης «New England Journal of Medicine» στα τέλη του περασμένου Σεπτεμβρίου: στην περίπτωση εκείνη οι ειδικοί έδειξαν πώς κύτταρα CRC τα οποία είχαν προκύψει τόσο από φυσιολογικά όσο και από καρκινικά κύτταρα ενός 24χρονου άνδρα με μια σπάνια μορφή καρκίνου στον πνεύμονα, επέτρεψαν στους ειδικούς να εντοπίσουν την αποτελεσματικότερη θεραπεία για τον ασθενή. Τα κύτταρα χρησιμοποιήθηκαν για τον έλεγχο διαφορετικών υποψήφιων θεραπειών και έτσι οδήγησαν τους γιατρούς στην επιλογή της καταλληλότερης θεραπείας η οποία ήταν η πιο δραστική ενάντια στα καρκινικά κύτταρα αφήνοντας όμως κατά το δυνατόν ανέπαφα τα υγιή.
«Η πρώτη κλινική εφαρμογή με χρήση της τεχνικής μας αποτελεί ένα πολύ καλό παράδειγμα εξατομικευμένης ιατρικής» είχε πει ο δρ Σλέγκελ τον περασμένο Σεπτέμβριο. Είχε όμως επίσης προειδοποιήσει ότι «θα χρειαστεί μια ‘στρατιά’ ερευνητών και ένας τεράστιος όγκος μελετών ώστε να καταλήξουμε στο εάν αυτή η τεχνική μπορεί να αποτελέσει το επίτευγμα που χρειαζόμαστε ώστε να περάσουμε στη νέα εποχή της εξατομικευμένης ιατρικής».
Σύγκριση των ιδιοτήτων
Η νέα μελέτη στο PNAS σχεδιάστηκε ώστε να συγκρίνει τις ιδιότητες των CRC με εκείνες των εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων και των κυττάρων iPS. Τόσο τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα όσο και τα iPS δοκιμάζονται για χρήση στην αναγεννητική ιατρική αλλά και οι δύο αυτοί τύποι κυττάρων συνδέονται με κίνδυνο καρκινογένεσης όταν μεταμοσχεύονται σε ποντίκια. Παράλληλα, σύμφωνα με τον δρα Σλέγκελ «είναι δύσκολο να ελέγξουμε σε τι είδος κυττάρων διαφοροποιούνται. Μπορεί οι ερευνητές να θέλουν να τα μετατρέψουν για παράδειγμα σε κύτταρα των πνευμόνων και αυτά να μετατραπούν σε δερματικά κύτταρα».
Αντιθέτως τα κύτταρα της ερευνητικής ομάδας του Georgetown Lombardi αναπτύσσουν ιδιότητες αντίστοιχες με εκείνες των βλαστικών όταν καλλιεργούνται στο εργαστήριο με την προσθήκη των δύο συγκεκριμένων παραγόντων – αυτό συνέβη συγκεκριμένα με κύτταρα του πνεύμονα. Όταν όμως αφαιρεθούν οι παράγοντες που οδηγούν τα κύτταρα σε μετατροπή τους σε πολυδύναμα, τότε εκείνα επανέρχονται σε κατάσταση διαφοροποιημένων κυττάρων του πνεύμονα. Μάλιστα η όλη διαδικασία είναι ταχεία – μέσα σε τρεις ημέρες από την προσθήκη του αναστολέα της Ρ-κινάσης καθώς και των κυττάρων τροφοδοτών των ινοβλαστών, παράγονται μεγάλοι αριθμοί κυττάρων με ιδιότητες των βλαστικών.
Δεν εκφράζονται «επίμαχα» γονίδια
Οι ερευνητές συνέκριναν τη γονιδιακή έκφραση μεταξύ των τριών τύπων κυττάρων και ανακάλυψαν ότι ενώ κάποια ίδια γονίδια εκφράζονταν και στους τρεις τύπους, τα κύτταρα CRC δεν εξέφραζαν τα «επίμαχα» γονίδια που συνδέονται με τον καρκίνο, τα οποία εκφράζονταν στα εμβρυϊκά βλαστικά αλλά και στα iPS. «Ακριβώς επειδή δεν εκφράζουν αυτά τα γονίδια δεν οδηγούν σε σχηματισμό όγκων» εξήγησε ο δρ Σλέγκελ και προσέθεσε ότι «αυτό αποδεικνύει πως τα CRC αποτελούν ένα διαφορετικό είδος κυττάρων με ιδιότητες των βλαστικών».
Στο πλαίσιο της μελέτης οι ειδικοί έδειξαν επίσης ότι όταν κύτταρα του τραχήλου της μήτρας τεθούν υπό συγκεκριμένες συνθήκες και τοποθετηθούν σε ένα τρισδιάστατο «καλούπι» αρχίζουν να σχηματίζουν ιστούς που μοιάζουν με εκείνους του τραχήλου. Το ίδιο συνέβη και με κύτταρα της τραχείας – σε μια 3D πλατφόρμα τα κύτταρα αυτά άρχισαν να σχηματίζουν μια δομή που έμοιαζε με τραχεία.
Ποικίλες χρήσεις
Σύμφωνα με τον ερευνητή ο δρόμος είναι ακόμη μακρός προτού τα CRC έχουν κλινικές εφαρμογές. Ωστόσο όταν αυτή η ημέρα φθάσει τότε θα μπορούν να έχουν ποικίλες και καινοτόμες χρήσεις. «Ισως θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην αναγεννητική ιατρική για την αντικατάσταση ιστών οργάνων που εμφανίζουν βλάβες αλλά και στη θεραπεία του διαβήτη – θα μπορούμε να αφαιρούμε τα εναπομείναντα κύτταρα των νησιδίων του παγκρέατος, να τα καλλιεργούμε στο εργαστήριο και να τα επαναμεταμοσχεύουμε στο πάγκρεας. Θα μπορούμε επίσης να θεραπεύουμε πολλές και διαφορετικές ασθένειες που οφείλονται σε έλλειψη ηπατικών ενζύμων. Σε αυτές τις περιπτώσεις θα καθίσταται δυνατή η αφαίρεση των ηπατικών κυττάρων, η καλλιέργειά τους στο εργαστήριο με ταυτόχρονη προσθήκη φυσιολογικών γονιδίων και η επανέγχυσή τους στον οργανισμό των ασθενών».
πηγή
Δεν συνδέονται με ογκογένεση
Οι επιστήμονες αναφέρουν στη δημοσίευσή τους ότι τα νέα κύτταρα δεν εκφράζουν τα ίδια γονίδια με τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα ή τα κύτταρα που προκύπτουν από μετατροπή ενηλίκων κυττάρων σε κύτταρα με τις ιδιότητες των πολυδύναμων εμβρυϊκών βλαστικών (κύτταρα iPS). Το γεγονός αυτό εξηγεί για ποιον λόγο δεν συνδέονται με ογκογένεση όταν καλλιεργούνται στο εργαστήριο, όπως συμβαίνει με τα υπόλοιπα βλαστικά κύτταρα καθώς και γιατί δείχνουν συνεχή σταθερότητα, παράγοντας κάθε φορά ακριβώς τον τύπο των κυττάρων που επιθυμούν οι ερευνητές.
«Τα κύτταρα αυτά φαίνεται να αποτελούν τον ακριβή τύπο που χρειαζόμαστε ώστε να μετατρέψουμε την αναγεννητική ιατρική σε πραγματικότητα» ανέφερε χαρακτηριστικά ο Ρίτσαρντ Σλέγκελ, κύριος ερευνητής της νέας μελέτης και διευθυντής του Τμήματος Παθολογίας στο Κέντρο Georgetown Lombardi που αποτελεί τμήμα του Ιατρικού Κέντρου του Πανεπιστημίου Georgetown.
Η καινούργια μελέτη αποτελεί συνέχεια μιας προηγούμενης ερευνητικής δουλειάς της ίδιας ομάδας η οποία είχε οδηγήσει σε ένα μεγάλο επίτευγμα τον Δεκέμβριο του 2011: τότε ο δρ Σλέγκελ και οι συνεργάτες του ανακοίνωσαν ότι ανέπτυξαν μια εργαστηριακή τεχνική η οποία κρατά ζωντανά επ’αόριστον τόσο φυσιολογικά όσο και καρκινικά κύτταρα – κάτι τέτοιο δεν είχε επιτευχθεί στο παρελθόν. Συγκεκριμένα οι ερευνητές είχαν ανακαλύψει ότι η προσθήκη δύο διαφορετικών «συστατικών» σε αυτά τα κύτταρα (έναν αναστολέα της Ρ-κινάσης καθώς και κύτταρα τροφοδότες των ινοβλαστών) τα ωθεί στο να μετατρέπονται σε κύτταρα με τις ιδιότητες των βλαστικών τα οποία παραμένουν ζωντανά για πάντα. Όταν αυτά τα δύο «συστατικά» αφαιρεθούν από τα κύτταρα, τότε εκείνα επανέρχονται στην πρότερη διαφοροποιημένη κατάστασή τους. Οι ερευνητές ονόμασαν αυτά τα κύτταρα «υπό όρους επαναπρογραμματισμένα κύτταρα» (Conditionally Reprogrammed Cells, CRC).
Η αναγεννητική ιατρική στην πράξη
Η εξέλιξη αυτή θεωρήθηκε ως ένα εκπληκτικό βήμα προς την εξατομικευμένη ιατρική για τον καρκίνο. Είναι μάλιστα αξιοσημείωτη η περίπτωση ενός ασθενούς την οποία παρουσίασε ο δρ Σλέγκελ σε τεύχος της επιθεώρησης «New England Journal of Medicine» στα τέλη του περασμένου Σεπτεμβρίου: στην περίπτωση εκείνη οι ειδικοί έδειξαν πώς κύτταρα CRC τα οποία είχαν προκύψει τόσο από φυσιολογικά όσο και από καρκινικά κύτταρα ενός 24χρονου άνδρα με μια σπάνια μορφή καρκίνου στον πνεύμονα, επέτρεψαν στους ειδικούς να εντοπίσουν την αποτελεσματικότερη θεραπεία για τον ασθενή. Τα κύτταρα χρησιμοποιήθηκαν για τον έλεγχο διαφορετικών υποψήφιων θεραπειών και έτσι οδήγησαν τους γιατρούς στην επιλογή της καταλληλότερης θεραπείας η οποία ήταν η πιο δραστική ενάντια στα καρκινικά κύτταρα αφήνοντας όμως κατά το δυνατόν ανέπαφα τα υγιή.
«Η πρώτη κλινική εφαρμογή με χρήση της τεχνικής μας αποτελεί ένα πολύ καλό παράδειγμα εξατομικευμένης ιατρικής» είχε πει ο δρ Σλέγκελ τον περασμένο Σεπτέμβριο. Είχε όμως επίσης προειδοποιήσει ότι «θα χρειαστεί μια ‘στρατιά’ ερευνητών και ένας τεράστιος όγκος μελετών ώστε να καταλήξουμε στο εάν αυτή η τεχνική μπορεί να αποτελέσει το επίτευγμα που χρειαζόμαστε ώστε να περάσουμε στη νέα εποχή της εξατομικευμένης ιατρικής».
Σύγκριση των ιδιοτήτων
Η νέα μελέτη στο PNAS σχεδιάστηκε ώστε να συγκρίνει τις ιδιότητες των CRC με εκείνες των εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων και των κυττάρων iPS. Τόσο τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα όσο και τα iPS δοκιμάζονται για χρήση στην αναγεννητική ιατρική αλλά και οι δύο αυτοί τύποι κυττάρων συνδέονται με κίνδυνο καρκινογένεσης όταν μεταμοσχεύονται σε ποντίκια. Παράλληλα, σύμφωνα με τον δρα Σλέγκελ «είναι δύσκολο να ελέγξουμε σε τι είδος κυττάρων διαφοροποιούνται. Μπορεί οι ερευνητές να θέλουν να τα μετατρέψουν για παράδειγμα σε κύτταρα των πνευμόνων και αυτά να μετατραπούν σε δερματικά κύτταρα».
Αντιθέτως τα κύτταρα της ερευνητικής ομάδας του Georgetown Lombardi αναπτύσσουν ιδιότητες αντίστοιχες με εκείνες των βλαστικών όταν καλλιεργούνται στο εργαστήριο με την προσθήκη των δύο συγκεκριμένων παραγόντων – αυτό συνέβη συγκεκριμένα με κύτταρα του πνεύμονα. Όταν όμως αφαιρεθούν οι παράγοντες που οδηγούν τα κύτταρα σε μετατροπή τους σε πολυδύναμα, τότε εκείνα επανέρχονται σε κατάσταση διαφοροποιημένων κυττάρων του πνεύμονα. Μάλιστα η όλη διαδικασία είναι ταχεία – μέσα σε τρεις ημέρες από την προσθήκη του αναστολέα της Ρ-κινάσης καθώς και των κυττάρων τροφοδοτών των ινοβλαστών, παράγονται μεγάλοι αριθμοί κυττάρων με ιδιότητες των βλαστικών.
Δεν εκφράζονται «επίμαχα» γονίδια
Οι ερευνητές συνέκριναν τη γονιδιακή έκφραση μεταξύ των τριών τύπων κυττάρων και ανακάλυψαν ότι ενώ κάποια ίδια γονίδια εκφράζονταν και στους τρεις τύπους, τα κύτταρα CRC δεν εξέφραζαν τα «επίμαχα» γονίδια που συνδέονται με τον καρκίνο, τα οποία εκφράζονταν στα εμβρυϊκά βλαστικά αλλά και στα iPS. «Ακριβώς επειδή δεν εκφράζουν αυτά τα γονίδια δεν οδηγούν σε σχηματισμό όγκων» εξήγησε ο δρ Σλέγκελ και προσέθεσε ότι «αυτό αποδεικνύει πως τα CRC αποτελούν ένα διαφορετικό είδος κυττάρων με ιδιότητες των βλαστικών».
Στο πλαίσιο της μελέτης οι ειδικοί έδειξαν επίσης ότι όταν κύτταρα του τραχήλου της μήτρας τεθούν υπό συγκεκριμένες συνθήκες και τοποθετηθούν σε ένα τρισδιάστατο «καλούπι» αρχίζουν να σχηματίζουν ιστούς που μοιάζουν με εκείνους του τραχήλου. Το ίδιο συνέβη και με κύτταρα της τραχείας – σε μια 3D πλατφόρμα τα κύτταρα αυτά άρχισαν να σχηματίζουν μια δομή που έμοιαζε με τραχεία.
Ποικίλες χρήσεις
Σύμφωνα με τον ερευνητή ο δρόμος είναι ακόμη μακρός προτού τα CRC έχουν κλινικές εφαρμογές. Ωστόσο όταν αυτή η ημέρα φθάσει τότε θα μπορούν να έχουν ποικίλες και καινοτόμες χρήσεις. «Ισως θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην αναγεννητική ιατρική για την αντικατάσταση ιστών οργάνων που εμφανίζουν βλάβες αλλά και στη θεραπεία του διαβήτη – θα μπορούμε να αφαιρούμε τα εναπομείναντα κύτταρα των νησιδίων του παγκρέατος, να τα καλλιεργούμε στο εργαστήριο και να τα επαναμεταμοσχεύουμε στο πάγκρεας. Θα μπορούμε επίσης να θεραπεύουμε πολλές και διαφορετικές ασθένειες που οφείλονται σε έλλειψη ηπατικών ενζύμων. Σε αυτές τις περιπτώσεις θα καθίσταται δυνατή η αφαίρεση των ηπατικών κυττάρων, η καλλιέργειά τους στο εργαστήριο με ταυτόχρονη προσθήκη φυσιολογικών γονιδίων και η επανέγχυσή τους στον οργανισμό των ασθενών».
πηγή
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου