Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Στάνφορντ στην Καλιφόρνια επέτυχαν για πρώτη φορά να μετατρέψουν ενήλικα δερματικά κύτταρα απευθείας σε κύτταρα του εγκεφάλου.
Το νέο επίτευγμα που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences» θεωρείται άκρως σημαντικό καθώς κατά τη μετατροπή των κυττάρων οι ειδικοί απάλειψαν το ενδιάμεσο στάδιο της διαδικασίας που αφορά μετατροπή των δερματικών κυττάρων σε κύτταρα με τις ιδιότητες των εμβρυϊκών βλαστικών και στη συνέχεια δεύτερη μετατροπή τους σε κύτταρα του εγκεφάλου.
Πειράματα σε ποντίκια
Βέβαια τα μέχρι στιγμής πειράματα έγιναν με κύτταρα ποντικών και οι ίδιοι οι επιστήμονες που τα διεξήγαγαν σημειώνουν πως παρότι είναι ενθουσιασμένοι σχετικά με τη δυναμική των συγκεκριμένων κυττάρων απαιτείται πολύ περισσότερη έρευνα προτού ο πειραματισμός επαναληφθεί με τα αντίστοιχα ανθρώπινα.
Τα βλαστικά κύτταρα θεωρούνται από πολλούς ειδικούς ως το μέλλον της ιατρικής καθώς μπορούν να μετατραπούν σε πολλούς και διαφορετικούς εξειδικευμένους ιστούς του οργανισμού. Τα πιο «εύπλαστα» και πολυδύναμα τέτοια κύτταρα είναι εκείνα των εμβρύων, ωστόσο υπάρχουν αρκετά ηθικά διλήμματα σχετικά με τη χρήση τους (ακριβώς επειδή προέρχονται από έμβρυα). Προκειμένου να υπερπηδηθεί αυτός ο σκόπελος τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί μια εναλλακτική μέθοδος η οποία αφορά λήψη ενηλίκων, συνήθως δερματικών, κυττάρων του ίδιου του ασθενούς και επαναπρογραμματισμό τους ώστε να προκύψουν κύτταρα με τις ιδιότητες των βλαστικών (iPS cells).
Στη συνέχεια τα πολυδύναμα κύτταρα μπορούν με την κατάλληλη παρέμβαση να μετατραπούν στα κύτταρα που επιθυμούν οι ειδικοί για τη θεραπεία διαφορετικών νόσων. Και σε ό,τι αφορά αυτή τη διαδικασία όμως εμφανίζονται εμπόδια αφού είναι πιθανό να ενεργοποιηθούν γονίδια που συνδέονται με τον καρκίνο.
Χωρίς ενδιάμεσο στάδιο
Η ομάδα από το Στάνφορντ προσπάθησε λοιπόν να βρει μια νέα εναλλακτική – μετατροπή των δερματικών κυττάρων του ίδιου του ασθενούς σε εξειδικευμένα κύτταρα χωρίς να απαιτείται το ενδιάμεσο στάδιο της δημιουργίας κυττάρων iPS. Οι ερευνητές έχουν ήδη επιτύχει να μετατρέψουν δερματικά κύτταρα κατευθείαν σε νευρώνες.
Για την ακρίβεια στο πλαίσιο της μελέτης τους δημιούργησαν πρόδρομα νευρικά κύτταρα τα οποία μπορούν να μετατραπούν σε τρεις διαφορετικούς τύπους κυττάρων του εγκεφάλου: νευρώνες, αστροκύτταρα και ολιγοδενδροκύτταρα.
Το μεγάλο πλεονέκτημα των πρόδρομων νευρικών κυττάρων είναι ότι μπορούν να καλλιεργηθούν σε πολύ μεγάλους αριθμούς στο εργαστήριο – γεγονός σημαντικό σε ό,τι αφορά την ανάπτυξη θεραπειών στις οποίες απαιτείται μεγάλος αριθμός κυττάρων.
Τα κύτταρα του εγκεφάλου καθώς και τα δερματικά κύτταρα περιέχουν τις ίδιες γενετικές πληροφορίες, ωστόσο ο γενετικός κώδικας αξιοποιείται διαφορετικά στον κάθε τύπο κυττάρου – η διαδικασία αυτή ελέγχεται από τους αποκαλούμενους μεταγραφικούς παράγοντες.
Μετατροπή σε τρεις εβδομάδες
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν αβλαβή ιό ως «όχημα μεταφοράς» τριών μεταγραφικών παραγόντων εντός των κυττάρων που ήταν γνωστό ότι εντοπίζονται σε υψηλά επίπεδα στα πρόδρομα νευρικά κύτταρα. Μέσα σε διάστημα τριών εβδομάδων ένα στα 10 δερματικά κύτταρα μετετράπη σε πρόδρομο νευρικό κύτταρο.
Όπως ανέφερε ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας καθηγητής Μάριους Βέρνιγκ «είμαστε ενθουσιασμένοι σχετικά με την προοπτική των διαφορετικών ιατρικών χρήσεων των κυττάρων που δημιουργήσαμε. Δείξαμε ότι τα συγκεκριμένα κύτταρα μπορούν να ενσωματωθούν στον εγκέφαλο ποντικών και να παραγάγουν μια πρωτεΐνη που εμφάνιζε έλλειψη και η οποία είναι σημαντική για την παραγωγή ηλεκτρικών σημάτων και την επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων». Ο καθηγητής σημείωσε πάντως ότι απαιτούνται περαιτέρω μελέτες προκειμένου να παραχθούν αντίστοιχα κύτταρα από δερματικά κύτταρα ανθρώπων τα οποία θα αποδείξουν την ασφάλεια αλλά και την αποτελεσματικότητά τους.
Ελπίδα για νευρολογικές και ψυχικές νόσους από το Εδιμβούργο
Μια δεύτερη ομάδα από το Κέντρο Αναγεννητικής Ιατρικής του Εδιμβούργου ακολουθώντας την «πεπατημένη» οδό δημιουργίας κυττάρων iPS δημιούργησε κύτταρα τα οποία μπορούν να αποτελέσουν την «πυξίδα» για την ανάπτυξη θεραπειών πλήθους ψυχικών και νευρολογικών νόσων.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η έρευνα του είδους μπορεί να προσφέρει πολλά στους γιατρούς. Με ένα μικρό δείγμα δέρματος ασθενών με ψυχικές και νευρολογικές διαταραχές θα μπορούν να δημιουργούνται στο εργαστήριο νευρώνες γενετικώς ταυτόσημοι με εκείνους του εγκεφάλου τους επιτρέποντας στους ειδικούς να «ξεκλειδώνουν» τα μυστικά σοβαρών νόσων.
«Οι νευρώνες ενός ασθενούς μπορούν να μας ‘πουν’ πολλά σχετικά με τις ψυχολογικές συνθήκες που τους επηρεάζουν, ωστόσο σήμερα είναι αδύνατον να εισαγάγουμε μια βελόνα στον εγκέφαλο του ασθενούς για να λάβουμε τα κύτταρα» σημείωσε ο διευθυντής του Κέντρου Αναγεννητικής Ιατρικής στο Εδιμβούργο Σαρλ φρεντς-Κονστάν και προσέθεσε: «Βρήκαμε όμως τον τρόπο για να υπερπηδήσουμε αυτό το εμπόδιο.
Μπορούμε να λάβουμε δείγμα δέρματος, να παραγάγουμε βλαστικά κύτταρα από αυτό και στη συνέχεια να καθοδηγήσουμε τα κύτταρα ώστε να μετατραπούν σε κύτταρα του εγκεφάλου. Ουσιαστικώς μετατρέπουμε τα δερματικά κύτταρα του ασθενούς σε εγκεφαλικά και στο μέλλον πιστεύουμε ότι θα μπορούμε να το επιτύχουμε αυτό και σε ό,τι αφορά άλλα όργανα, όπως το ήπαρ και η καρδιά, στα οποία είναι πολύ δύσκολο να γίνει βιοψία».
Για μανιοκατάθλιψη και σχιζοφρένεια
Με χρήση δερματικών κυττάρων οι ειδικοί από το Κέντρο Αναγεννητικής Ιατρικής του Εδιμβούργου κατάφεραν σε συνεργασία με συναδέλφους τους από το Βασιλικό Νοσοκομείο του Εδιμβούργου να δημιουργήσουν στο εργαστήριο εγκεφαλικά νευρικά κύτταρα από ασθενείς με σχιζοφρένεια και διπολική διαταραχή ( μανιοκατάθλιψη). Επικεφαλής αυτού του προγράμματος είναι ο καθηγητής Αντριου Μάκιντος από το Βασιλικό Νοσοκομείο του Εδιμβούργου.
Όπως ο ίδιος εξήγησε στη βρετανική εφημερίδα «The Guardian» «αφού δημιουργήσουμε στο εργαστήριο τα κύτταρα των ασθενών με σχιζοφρένεια και διπολική διαταραχή διερευνούμε την επίδραση που έχουν επάνω τους υπάρχουσες θεραπείες όπως το λίθιο. Σε δεύτερη φάση σκοπεύουμε να δοκιμάσουμε στα συγκεκριμένα κύτταρα νέα φάρμακα, κάτι που ελπίζουμε ότι θα ξεκινήσει σε μια διετία».
Και για νευρολογικές νόσους
Οι ερευνητές επικεντρώνονται παράλληλα και σε διαφορετικές νευρολογικές νόσους όπως η σκλήρυνση κατά πλάκας, η νόσος του Πάρκινσον και η νόσος των κινητικών νευρώνων. Ο καθηγητής Φρεντς-Κονστάν (ffrench-Constant) σχεδιάζει πειράματα που θα αφορούν τη δημιουργία στο εργαστήριο κυττάρων ασθενών με σκλήρυνση κατά πλάκας – πρόκειται για ένα αυτοάνοσο νόσημα στο οποίο το ανοσοποιητικό σύστημα του ασθενούς επιτίθεται στα ίδια τα νευρικά κύτταρά του και καταστρέφει το προστατευτικό περίβλημά τους, τη μυελίνη.
Τα κύτταρα τα οποία παράγουν τη μυελίνη ονομάζονται ολιγοδενδροκύτταρα. Όπως εξήγησε ο καθηγητής Φρεντς-Κονστάν στη «Guardian» «στόχος μας είναι να λάβουμε δείγμα δερματικών κυττάρων από ασθενείς στους οποίους η νόσος έχει προοδεύσει ταχέως καθώς και από άλλους στους οποίους η εξέλιξη της ασθένειας είναι αργή. Στη συνέχεια θα παραγάγουμε ολιγοδενδροκύτταρα στο εργαστήριο με χρήση των δειγμάτων και θα ελέγξουμε εάν υπάρχουν διαφορές μεταξύ τους, γεγονός που θα μας δείξει ακριβώς για ποιον λόγο κάποιοι ασθενείς έχουν ταχεία και κάποιοι άλλοι αργή εξέλιξη της νόσου τους». Σύμφωνα με τον καθηγητή η νέα αυτή γνώση θα ανοίξει τον δρόμο για καινούργιες, αποτελεσματικότερες θεραπείες.
Πηγή: Καλά Νέα … Υπάρχουν κι αυτά
