Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Τα βλαστοκύτταρα είναι ειδικά είδη κυττάρων στο σώμα μας που μπορούν να γίνουν οποιοδήποτε άλλο είδος κυττάρου. Έχουν τεράστιες δυνατότητες για ιατρική, και επί του παρόντος βρίσκονται σε εξέλιξη δοκιμές χρησιμοποιώντας βλαστοκύτταρα για την αντικατάσταση κατεστραμμένων κυττάρων σε ασθένειες όπως η νόσος του Πάρκινσον. Ένας τρόπος απόκτησης βλαστοκυττάρων είναι από ανθρώπινα έμβρυα, αλλά αυτό έχει ηθικούς προβληματισμούς και πρακτικούς περιορισμούς.
Ένας άλλος τρόπος είναι να μετατραπούν τα ενήλικα κύτταρα από το δέρμα ή αλλού σε αυτά που ονομάζονται «επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα» (κύτταρα iPS). Ωστόσο, αυτά τα κύτταρα μερικές φορές φέρουν μια «μνήμη» του είδους κυττάρου που ήταν, κάτι που μπορεί να τα κάνει λιγότερο προβλέψιμα ή αποτελεσματικά όταν προσπαθούμε να τα μετατρέψουμε σε άλλους τύπους κυττάρων. Βρέθηκε ένας τρόπος να διαγραφεί αυτή η μνήμη, κάνοντας τα κύτταρα iPS να λειτουργούν περισσότερο σαν εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα. Η μελέτη δημοσιεύεται στο Nature.
Μεγάλη υπόσχεση για την αναγεννητική ιατρική
Τα ώριμα, εξειδικευμένα κύτταρα όπως τα κύτταρα του δέρματος μπορούν να επαναπρογραμματιστούν σε κύτταρα iPS στο εργαστήριο. Αυτά τα κύτταρα “κενής πλάκας” υπόσχονται πολλά στην αναγεννητική ιατρική, ένα πεδίο που επικεντρώνεται στην αναγέννηση, την επιδιόρθωση ή την αντικατάσταση κατεστραμμένων ή άρρωστων κυττάρων, οργάνων ή ιστών. Οι επιστήμονες μπορούν να φτιάξουν κύτταρα iPS από τον ιστό του ίδιου του ασθενούς, επομένως υπάρχει μικρότερος κίνδυνος τα νέα κύτταρα να απορριφθούν από το ανοσοποιητικό σύστημα του ασθενούς.
Για να πάρουμε ένα παράδειγμα, τα κύτταρα iPS ελέγχονται για τη δημιουργία παγκρεατικών κυττάρων που παράγουν ινσουλίνη για να βοηθήσουν άτομα με διαβήτη. Δεν είμαστε ακόμα εκεί, αλλά είναι ένα παράδειγμα του τι μπορεί να είναι δυνατό. Η έρευνα με χρήση κυψελών iPS είναι ένα πεδίο που εξελίσσεται ταχέως, ωστόσο εξακολουθούν να υπάρχουν πολλές τεχνικές προκλήσεις. Οι επιστήμονες εξακολουθούν να ανακαλύπτουν πώς να ελέγχουν καλύτερα τους τύπους κυττάρων που γίνονται τα κύτταρα iPS και να διασφαλίσουν ότι η διαδικασία είναι ασφαλής.
Η επιγενετική μνήμη και πώς μπορεί να βλάψει τη χρήση των κυττάρων iPS
Για να κατανοήσουμε την «επιγενετική μνήμη», ας μιλήσουμε πρώτα για την επιγενετική. Το DNA μας φέρει αλληλουχίες οδηγιών γνωστές ως γονίδια. Όταν διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν τη δραστηριότητα των γονιδίων (ενεργοποιώντας τους ή απενεργοποιώντας τους) χωρίς αλλαγή της ίδιας της αλληλουχίας του DNA, αυτό είναι γνωστό ως επιγενετική – κυριολεκτικά σημαίνει “πάνω από γενετική”.
Το επιγονιδίωμα ενός κυττάρου είναι ένας συλλογικός όρος που περιγράφει όλες τις επιγενετικές τροποποιήσεις σε ένα κύτταρο. Κάθε κύτταρο μας περιέχει το ίδιο DNA, αλλά το επιγονιδίωμα ελέγχει ποια γονίδια ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται, γεγονός που καθορίζει αν θα γίνει κύτταρο καρδιάς, νεφρικό κύτταρο, ηπατικό κύτταρο ή οποιοσδήποτε άλλος τύπος κυττάρου. Μπορείτε να σκεφτείτε το DNA ως βιβλίο μαγειρικής και το επιγονιδίωμα ως ένα σύνολο σελιδοδεικτών. Οι σελιδοδείκτες δεν αλλάζουν τις συνταγές, αλλά καθοδηγούν ποιες θα χρησιμοποιηθούν.
Ομοίως, τα επιγενετικά σημάδια καθοδηγούν τα κύτταρα να ερμηνεύσουν τον γενετικό κώδικα χωρίς να τον αλλάξουν. Όταν επαναπρογραμματίζουμε ένα ώριμο κελί σε ένα κελί iPS, θέλουμε να διαγράψουμε όλους τους «σελιδοδείκτες» του. Ωστόσο, αυτό δεν λειτουργεί πάντα πλήρως. Όταν κάποιοι σελιδοδείκτες παραμένουν, αυτή η “επιγενετική μνήμη” μπορεί να επηρεάσει τη συμπεριφορά των κυττάρων iPS. Ένα κύτταρο iPS που κατασκευάζεται από ένα κύτταρο δέρματος μπορεί να διατηρήσει μια μερική «μνήμη» ότι είναι κύτταρο δέρματος, γεγονός που το καθιστά πιο πιθανό να μετατραπεί ξανά σε κύτταρο που μοιάζει με δέρμα και λιγότερο πιθανό να μετατραπεί σε άλλους τύπους κυττάρων.
Η υπέρβαση του ζητήματος της επιγενετικής μνήμης στα κύτταρα iPS είναι μια ευρέως αναγνωρισμένη πρόκληση για την αναγεννητική ιατρική. Μελετώντας πώς το επιγονιδίωμα μετασχηματίζεται όταν επαναπρογραμματίζουμε τα κύτταρα του ενήλικου δέρματος σε κύτταρα iPS, ανακαλύφθηκε ένας νέος τρόπος επαναπρογραμματισμού κυττάρων που διαγράφει πληρέστερα την επιγενετική μνήμη, επαναπρογραμματίζοντας κύτταρα χρησιμοποιώντας μια μέθοδο που μιμείται τον τρόπο φυσικής επαναφοράς του επιγονιδιώματος των εμβρυϊκών κυττάρων.
Κατά την πρώιμη ανάπτυξη ενός εμβρύου, προτού εμφυτευθεί στη μήτρα, ουσιαστικά διαγράφονται τα επιγενετικά σημάδια που κληρονομούνται από το σπέρμα και τα ωάρια. Αυτή η επαναφορά επιτρέπει στα πρώιμα εμβρυϊκά κύτταρα να ξεκινήσουν φρέσκα και να γίνουν οποιοσδήποτε τύπος κυττάρου καθώς το έμβρυο μεγαλώνει και αναπτύσσεται. Εισάγοντας ένα βήμα κατά τη διαδικασία επαναπρογραμματισμού που μιμείται εν συντομία αυτήν τη διαδικασία επαναφοράς, δημιουργήσαμε κύτταρα iPS που μοιάζουν περισσότερο με εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα παρά με συμβατικά κύτταρα iPS.
Η πιο αποτελεσματική διαγραφή της επιγενετικής μνήμης στα κύτταρα iPS θα ενισχύσει τις ιατρικές τους δυνατότητες. Θα επιτρέψει στα κύτταρα iPS να συμπεριφέρονται ως “κενές πλάκες” όπως τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα, καθιστώντας τα πιο πιθανό να μεταμορφωθούν σε οποιονδήποτε επιθυμητό τύπο κυττάρου. Εάν τα κύτταρα iPS μπορούν να ξεχάσουν την προηγούμενη ταυτότητά τους, μπορούν να γίνουν πιο αξιόπιστα οποιοσδήποτε τύπος κυττάρου και να βοηθήσουν στη δημιουργία συγκεκριμένων κυττάρων που χρειάζονται για θεραπείες, όπως νέα κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη για κάποιον με διαβήτη
