Żabie zarodkowe komórki macierzyste podobne do ludzkich

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.

Jak dotąd płodowe komórki macierzyste do badań pozyskiwano od myszy, małp lub ludzi.
Żaby, jak większość płazów, produkują dużą liczbę komórek zarodkowych, rozwijających się na zewnątrz ciała, podczas gdy u ssaków do ich wytworzenia większe ilości doprowadza się hormonalnie, a pozyskuje chirurgicznie.

Żaba szponiasta najczęściej nie przekraczają kilku centymetrów długości. W naturze żyją prawie wyłącznie w środowisku wodnym, opuszczając go tylko w wyjątkowych sytuacjach (ucieczka prze drapieżnikiem, poszukiwanie nowego zbiornika wody). W akwariach często trzymane są razem z rybkami. Ich skóra jest bardzo wrażliwa na wysychanie i gdy na dłuższy czas pozbawi się jej kontaktu z wodą żabki zasychają, także przy nieopatrznym wydostaniu się z akwarium.
Żaby już wcześniej wyróżniły się przy pierwszych próbach klonowania kręgowców. W 1952r. nieudaną próbę podjęli R.Briggs i T.King. Próba ta udała się kilka lat później J.B.Gurdon w 1958r. i 1962r.

Badania przeprowadzone przez Gillian Morrison z University of Edinburgh, wykazały, że także u żab szponiastych komórki zarodkowe mają ten sam mechanizm, co u ssaków, pozwalający dzielić się bez ograniczeń i uzyskać różne rodzaje komórek wyspecjalizowanych. Poza tym jedno z głównych białek odpowiedzialnych za podział komórek macierzystych u ludzi Oct4 i i żaby PouV ma podobną budowę i pełni tę samą funkcję. Uaktywnia ono geny podziału komórkowego, a ich brak powoduje specjalizację komórek w mięśniowe czy nerwowe.

Co więcej, wprowadzenie białka PouV do zarodkowych komórek mysich pozbawionych białka Oct4 spowodował, że znowu zaczęły się one dzielić jak komórki macierzyste. Natomiast zablokowanie białka PouV u żabek powodowało zbyt szybką specjalizację komórek, co prowadziło do nieprawidłowości w rozwoju. Wygląda na to, że białka te łącząc się z DNA, utrzymują komórki w gotowości do ciągłych podziałów bez schodzenia na drogę specjalizacji.

Taki mechanizm podziału komórek macierzystych istnieje prawdopodobnie od 300 mln lat, bo od tylu lat na ziemi istnieją płazy. Prawdopodobnie także ssaki przejęły go w spadku po płazach. Wcześniejsze badania wykazały udział białka PouV w pierwszych etapach rozwoju zarodka także u ryb i robaków.
Te podobieństwa w działaniu płodowych komórek macierzystych daje możliwość wykorzystania ich przy badaniach nad różnymi chorobami czy możliwościami leczniczymi.

Źródła:
- Morrison, GM and Brickman, J. - Conserved roles for Oct4 homologues in
maintaining multipotency during early vertebrate development., Development, 133, 2006r.
- ISCR, Institute for Stem Cell Research - www.iscr.ed.ac.uk