Komórki macierzyste odnawiają się
Naukowcy uczestniczący w finansowanym przez UE projekcie EuroStemCell wykazali, że zarodkowe komórki macierzyste myszy posiadają zdolność odnawiania się bez udziału naturalnych materiałów hodowlanych, stosowanych dotychczas do utrzymania przy życiu i hodowli linii komórek. Opublikowane niedawno na łamach "Nature" odkrycie przeczy dotychczasowym poglądom i może mieć daleko idące implikacje dla badań nad komórkami macierzystymi. Zarodkowe komórki macierzyste myszy pozyskiwane są i hodowane z użyciem różnych kombinacji materiałów hodowlanych takich jak komórki odżywcze, podłoża hodowlane, hormony i ekstrakty surowicy. Poprzednio uważano, że materiały te przekazują komórkom macierzystym sygnały i polecenia powodujące utrzymanie ich w niezróżnicowanym, "czystym" stanie. Sądzono, że bez tych materiałów komórki macierzyste zaczną specjalizować się i przekształcać w dowolny rodzaj komórki. Wciąż jednak niezbędna jest hodowla komórek, którym podawane są cukry i białka utrzymujące je przy życiu. Naukowcy wykazali tymczasem, że zarodkowe komórki macierzyste produkują własne cząsteczki sygnałowe, a wysyłane przez te cząsteczki sygnały są kluczowym czynnikiem różnicowania. Odkryto, że w przypadku wyeliminowania lub zablokowania jednej z cząsteczek sygnałowych komórek, FGF4 (Fibroblast Growth Factor - czynnik wzrostu fibroblastów), komórki pozostają nieskończenie w stanie niezróżnicowanym. Dowiedziono tego przy pomocy niewielkich cząsteczek blokujących działanie FGF4. "To, że zarodkowe komórki macierzyste potrafią replikować się samodzielnie bez poleceń z zewnątrz oznacza, że zaprogramowane są do samoczynnego odnawiania się. Nowe warunki hodowli pomogą nam w zrozumieniu natury stanu pluripotencji oraz w jaki sposób można manipulować nim w celu uzyskania wyspecjalizowanych komórek w warunkach laboratoryjnych" - wyjaśnia jeden z autorów artykułu, Jason Wray z Wellcome Trust Centre for Stem Cell Research. Oczekuje się, że wyniki badania będą przydatne w pozyskiwaniu zarodkowych komórek macierzystych od innych zwierząt. "Wierzymy, że proces, który odkryliśmy u myszy może ułatwić pozyskiwanie zarodkowych komórek macierzystych gatunków takich jak świnie, krowy i inne duże zwierzęta, czego nie robiono dotychczas" - mówi Qi-Long Ying, główny autor artykułu, a obecnie assistant professor biologii komórek i neurobiologii na University of Southern California (USC). "Jeżeli możliwe będzie pozyskanie zarodkowych komórek macierzystych np. od krów, wówczas być może w przyszłości uda się wyhodować krowy, których mleko zawierać będzie leki". Lepsza wiedza na temat czynników sterujących różnicowaniem zarodkowych komórek macierzystych myszy powinna także pozwolić powtórzyć badania prowadzone dotąd jedynie z zarodkowymi komórkami macierzystymi myszy w przypadku zarodkowych komórek macierzystych człowieka. "W ubiegłym roku wykazano, że ludzkie komórki macierzyste bardziej przypominają komórki "epi-macierzyste" myszy, odpowiadające późniejszemu etapowi rozwoju. Mamy powód, by sądzić, że obserwacje poczynione przez nas u myszy odnosić będą się także do innych ssaków, a ustalone przez nas nowe warunki hodowli mogą pozwolić nam przenieść nasze doświadczenie i techniki z modeli zwierzęcych na ludzkie" - tłumaczy Jason Wray. Oczekuje się, że odkrycie będzie mieć istotne implikacje dla produkcji na szeroką skalę wyspecjalizowanych komórek - np. komórek mózgu, serca i komórek produkujących insulinę - na potrzeby przyszłych terapii medycznych.