Komórki macierzyste

Badania nad zarodkowymi komórkami macierzystymi zostały nagrodzone Noblem 2007 w dziedzinie medycyny i fizjologii. Jak napisała w uzasadnieniu Komisja Noblowska, "nagrodę przyznano za wykorzystanie zarodkowych komórek macierzystych do modyfikacji genetycznych myszy, co pomogło zrozumieć udział genów w rozwoju zarodków, rozwoju organizmów dorosłych oraz w procesie starzenia się".

Badania nad ludzkimi zarodkowymi komórkami macierzystymi są kwestią bardzo kontrowersyjną. Poniższe zestawienie mówi o badaniach opinii publicznej krajów Unii Europejskiej i USA na temat wykorzystywania zarodkowych komórek macierzystych do celów terapeutycznych. Informacje zostały zaczerpnięte z dwóch ankiet przeprowadzonych w USA przez Genetics and Public Policy Center w 2005 roku i w krajach Unii Europejskiej przez Eurostat na zlecenie Komisji Europejskiej w 2006 roku.

Dowiedziono, że popularna wśród badaczy komórek macierzystych hipoteza tzw. nieśmiertelnej nici DNA nie jest prawdziwa w przypadku hemopoetycznych komórek macierzystych (HSC).

Podziały są istotnym procesem w życiu każdej komórki. Składają się na nie złożone, dynamiczne oddziaływania pomiędzy dużą liczbą molekularnych cząsteczek. Stworzono model, który pozwala przewidywać i kontrolować rodzaj podziałów jakim ulegnie komórka. Ma to potencjalne zastosowanie w diagnostyce chorób i badaniem komórek macierzystych.

Brytyjscy naukowcy są w trakcie opracowywania nowej metody leczenia AMD, czyli zwyrodnienia plamki żółtej. W przywracaniu wzroku mają pomóc embrionalne komórki macierzyste, wszczepiane pacjentowi podczas prostej operacji. Uzyskano już pierwsze pomyślne wyniki w badaniach na szczurach; pierwszy zabieg na ludzkim oku planuje się wykonać w ciągu pięciu lat.

W ostatnim czasie w zawrotnym tempie rośnie liczba badań nad komórkami macierzystymi. Wiązane z nimi ogromne nadzieje są jednak przeciwstawiane trudnościom w ich pozyskiwaniu, hodowli i indukowaniu. W ostatnim eksperymencie, odwrotnie niż dotychczas, udało się wpłynąć na zróżnicowaną komórkę fibroblastyczną tak aby przekształciła się ona w komórkę o pluripotencjalnych właściwościach embrionalnej komórki macierzystej.

Holenderscy naukowcy podjęli próbę "wyhodowania" mięsa wieprzowego w swoim laboratorium. Badania są jeszcze we wczesnej fazie, ale pierwsze wyniki wyglądają obiecująco. Ostatecznie mają pozwolić na zaprzestanie zabijania zwierząt w celach konsumpcyjnych.

Około 5% ludzkiej populacji choruje na cukrzycę. Statystyki podają, że liczba ta nadal rośnie, szczególnie w krajach rozwijających się. Dlatego też prowadzone są intensywne badania nad terapiami komórkowymi i możliwością hodowli komórek macierzystych w warunkach in vitro. Ostatnim sukcesem była hodowla komórek, które udało się zastymulować do produkcji insuliny.

Rząd brytyjski wydał zgodę na badania w toku których tworzone są embrionalne hybrydy. Na początku 2007 roku trzy grupy badawcze złożyły wniosek o zgodę na tego typu badania, a bardzo liberalny Urząd do Spraw Płodności i Embriologii (HFEA), nieoczekiwanie, miał je odrzucić.

Japońskim naukowcom udało się uzyskać mysie zęby z embrionalnych komórek macierzystych. Największym sukcesem tego eksperymentu jest budowa anatomiczna uzyskanych zębów. Można w niej wyróżnić wszystkie warstwy występujące w naturalnie wyrośniętych zębach: szkliwo, dentynę, miazgę i naczynia krwionośne. Po wszczepieniu wyhodowanych zębów myszom dalej one rosły, aż do scalenia z otaczającą tkanką i uzyskania pełnej funkcjonalności.

Naukowcom udało się uzyskać niedojrzałe plemniki z ludzkich próbek szpiku kostnego. Jeśli uda im się rozwinąć w pełni rozwinięte komórki plemnikowe będzie to wielki krok naprzód w leczeniu bezpłodności.

Do tej pory jedyną metodą leczenia cukrzycy typu 1 było podawanie chorym insuliny do końca życia. Jednak naukowcy stale poszukują alternatywnych metod leczenia. Szansę taką dają komórki macierzyste, których zastosowanie już okazało się ratunkiem dla ludzi dotkniętych wieloma schorzeniami.

Od kilku lat toczy się debata dotycząca bioetycznych aspektów wykorzystywania komórek macierzystych w terapii medycznej. Największe kontrowersje budzą sposoby pozyskiwania niezróżnicowanych komórek, które w hodowli in vitro oraz po wszczepieniu do organizmu mogą 'dopasować się' do różnych typów tkanek. Jak odnoszą się do tych kwestii polscy naukowcy i etycy?

Komórki macierzyste nie tylko są wielką nadzieją medycyny. Są również, jak dowiedziono, źródłem nowotworów. Jednak powstawanie macierzystych komórek raka było do dziś tajemnicą - gdyż właśnie zidentyfikowano tzw. prerakowe komórki macierzyste (pCSCs). Wyniki ich doświadczeń otwierają nowe możliwości w leczeniu oraz zapobieganiu nowotworom.

Świat nauki wiąże ogromne nadzieje na wykorzystanie komórek macierzystych w leczeniu nieuleczalnych dotąd chorób. Jednak same, wyizolowane z organizmu komórki macierzyste nie różnią się znacząco od każdej innej komórki. To otoczenie, w jakim się znajdują i z którego odbierają sygnały kierujące ich rozwojem ma kluczowe znaczenie w ich potencjalnym zastosowaniu. Dotychczas naukowcy nie potrafili odtworzyć w warunkach in vitro kaskady sygnałów sterujących różnicowaniem się komórek macierzystych. Niedawno, pierwszy raz udało się pokierować różnicowaniem się embrionalnych komórek macierzystych w neurony ziarniste implantując je w odpowiedni region mózgu myszy.

Zaburzenia w podziałach komórek mogą skutkować niekontrolowaną proliferacją, która jest podłożem rozwoju nowotworów. Komórki macierzyste, których podstawowym elementem trwania są podziały komórkowe mają ten proces niezwykle precyzyjnie kontrolowany. Jednak czasem i w ich przypadku zdarzają się pomyłki i niekontrolowane podziały, co sprawia że są wtedy bardziej podobne do śmiercionośnych komórek nowotworowych. Badania nad neuronalnymi komórkami macierzystymi u muszki owocowej ujawniły mechanizm zarządzający tymi podziałami. Może mieć to potencjalne zastosowanie w walce z nowotworami.

Udało się wyhodować dojrzałe neurony z komórek prekursorowych wyizolowanych ze skóry dorosłego człowieka. To odkrycie może stanowić znaczący przełom w walce z chorobami neurodegeneracyjnymi. Wyniki badań opublikowano w lutowym numerze Journal of Cellular Physiology.

Znaleziono komórki macierzyste w płynie owodniowym otaczającym płód w łonie matki. Podobnie do embrionalnych komórek macierzystych szybko się dzielą, ale już nie przekształcają się w nowotwory. W doświadczeniach na myszach wykazano, że są multipotencjalne - mogą przekształcać się w wiele różnych tkanek. Wyniki badań opublikowano w Nature Biotechnology.

Trzy brytyjskie grypy badawcze wnioskowały o zgodę na badania, w toku których tworzone miały być embrionalne hybrydy. Zarodki miały powstać w wyniku wprowadzenia ludzkiego jądra komórkowego do komórki jajowej krowy lub królika wcześniej pozbawianej własnego jądra. Zdaniem naukowców, taka krzyżówka byłaby obfitym źródłem komórek macierzystych dla badań nad nowymi sposobami leczenia takich chorób jak Alzheimer czy Parkinson. Nieoczekiwanie, bardzo liberalny Urząd do Spraw Płodności i Embriologii (HFEA) regulujący tego typu badania najprawdopodobniej nie zgodzi się na nie.

Australijski parlament wydał zgodę na klonowanie terapeutyczne i badawcze ludzkich zarodków. To one są źródłem embrionalnych komórek macierzystych, komórek, które potencjalnie mogą przekształcać się w każdy rodzaj komórek ludzkiego organizmu. Zdaniem zwolenników w ten sposób będzie można w przyszłości leczyć wiele nieuleczalnych dzisiaj schorzeń, jak choroba Alzheimera, Parkinsona, cukrzycę, czy uszkodzenia rdzenia kręgowego. Przeciwnicy podkreślają problemy etyczne jakie wiążą się z tymi badaniami.

Przygotowany jest już projekt nowych regulacji prawnych zakazujących na terenie Polski jakichkolwiek badań na komórkach macierzystych pochodzących z ludzkich zarodków. Ministerstwo Zdrowia chce, żeby nowe przepisy weszły w życie z początkiem 2007 roku - czytamy w "Naszym Dzienniku".

Sparaliżowanym szczurom komórki macierzyste pomogły w naprawie uszkodzenia rdzenia kręgowego. Dotychczasowe eksperymenty nigdy nie potrafiły przewidzieć dokładnego kierunku wzrostu nerwów, tym razem udało się go wymusić w stronę zgodną z oczekiwaniami naukowców.

Żaba szponiasta Xenopus laevis, często spotykana w domowych akwariach, także w Polsce i jeden z modelowych organizmów badań nad rozwojem kręgowców. Teraz ma szansę stać się dostarczycielem zarodkowych komórek macierzystych. W ten sposób mogły by być łatwiej i mniej kontrowersyjnie dostępne.

Naukowcy z Memorial Sloan-Kettering Cancer Center po raz pierwszy zastosowali terapię genową za pomocą komórek macierzystych oraz interferencyjnego RNA do leczenia anemii sierpowatej.

Totipotencjalne komórki macierzyste pozwalają roślinom na budowę nowych organów przez całe ich życie. Do tej pory niejasnym jednak było, jak hormony i czynniki genetyczne współdziałają ze sobą aby uchronić rośliny przed powstawaniem guzów lub niekontrolowanych guzopodobnych narośli. Naukowcy z Instytutu Maxa Plancka Biologii Rozwoju odkryli mechanizm sprzężenia, zawierający hormony wzrostu i regulatory białkowe, który kontroluje liczbę komórek macierzystych produkowanych przez rośliny. Wyniki badań są niezwykle istotne dla wszystkich naukowców zajmujących się badaniem komórek macierzystych.