• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Europejczycy rozwikłali tajemnicę embrionalnych komórek macierzystych

    19.06.2012. 17:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Europejczycy wiodą prym w badaniach naukowych i rozwoju technologicznym, a ich najnowsze osiągnięcie to odkrycie, że warunki laboratoryjne, w jakich wyhodowano embrionalne komórki macierzyste mają wpływ na ich właściwości. W toku przełomowych badań, europejski zespół naukowców zanalizował embrionalne komórki macierzyste wyhodowane w czystym, niezróżnicowanym stanie. Zastosowanie technologii sekwencjonowania kolejnej generacji umożliwiło analizę ekspresji (tj. transkryptomu) genów i modyfikację chromatyny (tj. epigenomu). Badania, których wyniki zaprezentowane zostały w czasopiśmie Cell, uzyskały dofinansowanie z czterech projektów finansowanych ze środków unijnych: HEROIC, PLURISYS, EUROSYSTEM i ATLAS. Wyniki wskazują na kluczowe różnice między czystymi komórkami macierzystymi a embrionalnymi komórkami macierzystymi wyhodowanymi w warunkach laboratoryjnych.

    Co umożliwia embrionalnym komórkom macierzystym zachowanie pluripotencji? Od jakiegoś czasu naukowcy starali się rozwikłać tę tajemnicę. Teraz zespół naukowców z Holandii, Niemiec i Wlk. Brytanii podaje istotne odpowiedzi, wyposażając nas w potrzebne informacje o tym, w jaki sposób komórki są kontrolowane i jaki jest optymalny sposób na ich hodowanie. Odkrycia obalają poprzednie raporty sugerujące, że embrionalne komórki macierzyste są zarówno niestabilne, jak i przygotowane do różnicowania się. Te dane mogą pomóc w opracowaniu nowych i skutecznych terapii.

    Naukowcy z Nijmegen Centre for Molecular Life Sciences (NCMLS) i Uniwersytetu Radboud w Holandii, z Wellcome Trust Centre for Stem Cell Research, Instytutu Komórek Macierzystych i Uniwersytetu w Cambridge w Wlk. Brytanii oraz z Technische Universität Dresden w Niemczech potwierdzili, że analiza transkryptomu umożliwia badaczom ustalenie, które geny są włączone lub wyłączone wewnątrz komórek. Poziom aktywności genów również oblicza się na podstawie tej metody. Tymczasem analiza epigenomu zapewnia naukowcom wgląd w kontrolowanie genów. Te najnowsze badania posunęły się o krok dalej, odkrywając tajemnicę utrzymywania pluripotencji przez embrionalne komórki macierzyste, które eksperci opisują jako posiadające potencjał budowania rozmaitego rodzaju komórek.

    W toku tych badań naukowcy zdobyli kluczowe dane referencyjne w swoich dążeniach do stworzenia nowego rodzaju pluripotencjalnej komórki macierzystej człowieka, odpowiednika embrionalnych komórek macierzystych myszy. Zdaniem zespołu dane przedstawiają podstawowy stan pluripotencji.

    Wypowiadając się na temat wyników badań, Austin Smith, koordynator projektu EUROSYSTEM (Europejskie konsorcjum na rzecz systematycznej biologii komórek macierzystych), stwierdził: "Te odkrycia pokazują, ile mamy jeszcze do nauczenia się o komórkach macierzystych. Wskazują również na istotną różnicę między prawdziwymi, embrionalnymi komórkami macierzystymi, wyizolowanymi od myszy, a dostępnymi obecnie komórkami macierzystymi człowieka, mniej lub bardziej czystymi i bardziej zróżnicowanymi".

    Projekt HEROIC (Wysokowydajna, epigenetyczna organizacja regulacyjna w chromatynie) otrzymał 12 mln EUR z tematu "Nauki przyrodnicze, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR). Projekt PLURISYS (Podejścia biologii systemów do zrozumienia pluripotencji komórek) uzyskał wsparcie na kwotę 2,97 mln EUR z tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR). Ponadto również dofinansowane z tematu "Zdrowie" 7PR zostały projekty EUROSYSTEM (Europejskie konsorcjum na rzecz systematycznej biologii komórek macierzystych) na kwotę 12 mln EUR oraz ATLAS (Opracowanie technologii laserowych i prototypowych instrumentów do analiz immunoprecypitacji chromatyny całego genomu) na kwotę niemal 3 mln EUR.

    Henk Stunnenberg, kierownik jednej z grup badawczych, które przeprowadzały badania i koordynator projektu HEROIC, kieruje obecnie projektem BLUEPRINT (Plan epigenomów hematopoetycznych), który otrzymał niemal 30 mln EUR z tematu "Zdrowie" 7PR na badanie epigenomów i ich roli w podstawowych procesach i mechanizmach biologicznych w zdrowiu i chorobie.

    Jak zauważa dr Stunnenberg: "Garnitur epigenetyczny - warstwa instrukcji regulacyjnych na szczycie genomu - czystych, embrionalnych komórek macierzystych, wykazuje niezwykłe i nieoczekiwane cechy, zwłaszcza jeżeli chodzi o geny ukierunkowujące rozwój. To zmusza do przemyślenia obecnych modeli".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Krew pępowinowa - stanowi źródło krwiotwórczych komórek macierzystych oraz komórek mezenchymy. Ta krew jest jedynym źródłem komórek macierzystych niewymagającym używania metod inwazyjnych u dawcy. Komórki iPS (ang. iPSC – induced pluripotent stem cells) – rodzaj pluripotencjalnych komórek macierzystych, które zostały sztucznie otrzymane z nie-pluripotentnych komórek (przeważnie komórek somatycznych dorosłego człowieka) przez wymuszenie ekspresji odpowiednich genów w tych komórkach. Bank komórek macierzystych (ang. Stem Cell Bank) – zakład biotechnologiczny zajmujący się przechowywaniem dorosłych komórek macierzystych pobieranych typowo z krwi pępowinowej.

    Embrionalne komórki macierzyste (ang. Embryonic Stem Cell – ESC) – komórki, które mogą dać początek wszystkim możliwym tkankom. Komórki macierzyste pięciodniowego zarodka mogą rozwinąć się w dowolny typ komórek i teoretycznie zastąpić uszkodzone komórki, których organizm nie jest w stanie odtworzyć. Komórki satelitarne – komórki macierzyste mięśni szkieletowych. Powstają z mioblastów, które nie zlały się do roboczych komórek mięśniowych, lecz ściśle do nich przylegają. U dorosłego człowieka ich jądra stanowią ok. 5% jąder komórek mięśniowych. Uaktywniają się przy uszkodzeniu lub trenowaniu mięśnia, prowadząc do regeneracji lub przerostu komórek mięśniowych. W warunkach doświadczalnych udaje się je różnicować do innych komórek niż mięśniowe.

    Terapia komórkowa - rozwijająca się w medycynie gałąź terapii, polegająca na wykorzystaniu ludzkich komórek do regeneracji uszkodzonych tkanek lub narządów pacjenta. Komórki te mogą pochodzić z tego samego pacjenta, lub od dawcy. Metoda ta różni się od przeszczepów tym, że korzysta się w niej nie z całych narządów lub tkanek, ale z wyizolowanych, oczyszczonych i czasem zmodyfikowanych komórek. Do terapii komórkowej często stosuje się komórki macierzyste lub progenitorowe, które posiadają wewnętrzny potencjał regeneracji uszkodzonych tkanek. Przykładowo, ostatnio pojawia się coraz więcej doniesień o skutecznym wykorzystaniu komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego do regeneracji mięśnia sercowego po zawale. Pluripotencja (pluripotencjalność) jest zdolnością pojedynczej komórki do zróżnicowania się w dowolny typ komórek somatycznych poza komórkami trofoblastu, które w późniejszych stadiach rozwoju tworzą łożysko. Z pluripotencjalnych komórek macierzystych pochodzących z najwcześniejszego stadium zarodka – 5-dniowej blastocysty biorą początek komórki wszystkich tkanek i narządów. Zaledwie 30-35 tych komórek, z których składa się węzeł zarodkowy blastocysty "gromadzi" instrukcje dla 100 bilionów (10) komórek tworzących ludzki organizm.

    Anaplazja – brak zróżnicowania lub proces odróżnicowania się komórek, powstawanie z komórek zróżnicowanych nowych pokoleń komórek o coraz to mniejszym stopniu zróżnicowania albo też zatrzymanie różnicowania (dojrzewania) komórki wraz z zachowaną zdolnością do mnożenia się. Charakterystyczna dla nowotworów złośliwych. Obecnie uważa się, że raczej nowotwory powstają z komórek macierzystych niż że dochodzi do procesu odróżnicowania. Rekombinaza Tre - eksperymentalny enzym, zmutowana rekombinaza Cre, umożliwiająca selektywne wycięcie zintegrowanego genomu wirusa HIV z genomu zainfekowanych komórek. Dotychczas enzym wykazał swoją aktywność w liniach komórek HeLa, w warunkach laboratoryjnych w ciągu trzech miesięcy całkowicie usuwając zintegrowany wirus z hodowli. Odkrycie jest dziełem naukowców z Instytutu Heinrich Pette Wirologii Eksperymentalnej i Immunologii w Hamburgu oraz Instytutu Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka w Dreźnie.

    Medycyna regeneracyjna (od. łac. regeneratio = regeneracja) – stosunkowo nowa dziedzina medycyny, której celem jest leczenie za pomocą zastępowania komórek starych i chorych przez komórki młode (terapia komórkami macierzystymi, inżynieria tkankowa), lub regeneracja organizmu za pomocą terapii genowej.

    Transdyferencjacja – proces biologiczny polegający na przeprogramowaniu komórek macierzystych, mający na celu osiągnięcie zdolności różnicowania się nie tylko w tkankę, z której pochodzą, ale także w inne tkanki pochodzące nawet z innych listków zarodkowych.

    Komórki blastyczne (w skrócie blasty) – jeden z rodzajów komórek macierzystych. Są to bardzo słabo zróżnicowane komórki prekursorowe, z których rozwijają się komórki poszczególnych szeregów hematopoetycznych w szpiku kostnym.

    Dodano: 19.06.2012. 17:49  


    Najnowsze