• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Niedostateczna wymiana komórek ES

    08.06.2010. 19:12
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    W 2007 r. naukowcy odkryli indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste człowieka (komórki iPS). Podobnie jak embrionalne komórki macierzyste (komórki ES), komórki iPS mogą samodzielnie odnawiać się i przekształcać w dowolny rodzaj komórki lub tkanki. Dodatkową zaletą jest fakt, że nie wiąże się z nimi niemal żadne praktyczne czy etyczne ograniczenia, jakie utrudniają badania nad komórkami ES. W ramach nowych badań odkryto jednak, że w niektórych przypadkach komórek iPS nie można stosować w tym samym zakresie. Odkrycia zostały zaprezentowane w czasie wydarzenia zorganizowanego w ramach projektu ESTOOLS (Platforma do odkryć biomedycznych za pomocą komórek ES człowieka), który został dofinansowany na kwotę 12 mln EUR z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE.

    Przełomowe odkrycie komórek iPS zapowiadało nową nadzieję dla nauki. Kluczowa różnica w porównaniu z komórkami ES polega na tym, że materiał pozyskiwany jest poprzez genetyczne przeprogramowanie komórek somatycznych danej osoby. Dzięki wyeliminowaniu obaw, które wiążą się z wykorzystywaniem komórek ES, komórki iPS mogą być stosowane w badaniach naukowych, medycynie regeneracyjnej oraz jako modele do analizowania chorób, których badanie u człowieka nastręcza trudności. Mimo to pozostają pytania, czy komórki iPS rzeczywiście można stosować w tym samym zakresie co komórki ES.

    Wyniki badań przeprowadzonych przez Hebrajski Uniwersytet w Jeruzalem z Izraela (partnera ESTOOLS) i Children's Hospital w Bostonie, USA, sugerują, że nie są one w stanie całkowicie zastąpić komórek ES w niektórych podstawowych badaniach naukowych i zastosowaniach klinicznych.

    Wyniki badań zostały opublikowane w majowym wydaniu czasopisma Cell Stem Cell i zaprezentowane w Lizbonie, Portugalia, w czasie odbywającego się w maju 2010 r. międzynarodowego sympozjum pt. "Komórki macierzyste w biologii i chorobie". Sympozjum zorganizowane zostało przez konsorcjum ESTOOLS, największe europejskie konsorcjum naukowców badających embrionalne komórki macierzyste człowieka (łącznie 22 partnerów, w tym 19 akademickich instytutów badawczych i 3 przedsiębiorstwa).

    W ramach badań zespół porównał właściwości komórek iPS pozyskanych z komórek skóry osób cierpiących na zespół łamliwego chromosomu X (najpowszechniejszą formę dziedzicznego upośledzenia umysłowego wśród mężczyzn) z komórkami ES dotkniętymi tą samą wadą genetyczną (wyizolowanymi z embrionów). Naukowcy odkryli, że FMR1 (łamliwy gen chromosomu X) był aktywny w komórkach ES, ale nie w komórkach iPS.

    Naczelny autor artykułu, dr Nissim Benvenisty z Hebrajskiego Uniwersytetu w Jeruzalem, stwierdził: "Dostrzegliśmy różnicę między komórkami iPS a embrionalnymi komórkami macierzystymi mimo tej samej mutacji." Zauważył, że wyniki mogą podkreślać ogólniejsze zjawisko różnic epigenetycznych między nimi.

    "Dopóki nie poznamy lepiej różnic między tymi dwoma typami komórek, optymalnym podejściem może być modelowanie chorób genetycznych człowieka za pomocą obydwu systemów, na tyle na ile to możliwe" - dodaje dr Benvenisty.

    Profesor Peter Andrews z Uniwersytetu w Sheffield, Wlk. Brytania, przyznał, że odkrycia dr Benvenisty'ego wskazują, że komórki ES oraz iPS są komplementarnymi narzędziami, które w niektórych przypadkach mogą dostarczyć różnych informacji na temat podstawowych procesów chorobowych. "Podkreślają one wagę kontynuowania badań z wykorzystaniem obydwu typów pluripotencjalnych komórek macierzystych człowieka. Wyniki potwierdzają również wartość i wagę finansowania konsorcjów badawczych takich jak ESTOOLS ze środków unijnych" - wyjaśnia profesor Andrews.

    Koordynatorem projektu ESTOOLS jest Uniwersytet w Sheffield. Sympozjum, które odbyło się w dniach 26-28 maja 2010 r. zgromadziło międzynarodowych ekspertów, aby mogli się wymienić informacjami o najnowszych postępach w badaniach nad komórkami macierzystymi człowieka. Wydarzeniem równoległym były "Trzecie warsztaty etyczne" zorganizowane przez uczestnika ESTOOLS Görana Hermeréna z Uniwersytetu w Lund, Szwecja, oraz Europejską Grupę ds. Etyki w Nauce i Nowych Technologiach (EGE). Odbyło się również wiele wydarzeń popularyzacyjnych, w tym sztuka pt. "Staminalia" oraz wystawa fotograficzna pt. "Uśmiech komórki macierzystej".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    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. 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. 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.

    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. Rakowe komórki macierzyste (ang. Cancer stem cells, CSCs) - to inicjalne, niezróżnicowane komórki rakowe (obecne w guzach i nowotworach układu krwiotwórczego), mające możliwość przekształcania się we wszystkie rodzaje komórek tworzących masę nowotworową.
    Jedna z teorii wyjaśniających proces nowotworzenia zakłada, że rakowe komórki macierzyste są prekursorami innych komórek nowotworowych i odgrywają kluczową rolę w powstawaniu raka. Komórki te, w przeciwieństwie do innych komórek rakowych, są rakotwórcze (same w sobie mają zdolność do wywoływania raka). Podejrzewa się, że CSCs są przyczyną występowania przerzutów i nawrotów choroby nowotworowej.

    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. Krew pępowinowa - stanowi źródło krwiotwórczych komórek macierzystych oraz komórek mezenchymy. Ta krew jest jedynym źródłem komórek macierzystych niewymagającym używania metod inwazyjnych u dawcy.

    Komórki NK (ang. Natural Killer – naturalni zabójcy) – główna grupa komórek układu odpornościowego odpowiedzialna za zjawisko naturalnej cytotoksyczności. Komórki NK zostały odkryte w latach 70. XX w. u osób zdrowych, wśród których nie spodziewano się odpowiedzi przeciwnowotworowej. Okazało się, że taka odpowiedź jednak występuje i jest silniejsza niż u osób chorych. Obok komórek NK za taki efekt odpowiadają hipotetyczne komórki NC. Ze względu na swoje właściwości komórki NK są zaliczane do komórek K. Efekt cytotoksyczny jest widoczny już po 4 godz. od kontaktu z antygenem i standardowo testuje się go na linii białaczkowej K562. Komórki albuminowe (komórki białkowe) – w łyku nagozalążkowych, odpowiedniki komórek przyrurkowych, nie mają wspólnego pochodzenia z komórkami sitowymi, wspomagają dostarczając substancji odżywczych.

    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.

    Bank komórek macierzystych (ang. Stem Cell Bank) – zakład biotechnologiczny zajmujący się przechowywaniem dorosłych komórek macierzystych pobieranych typowo z krwi pępowinowej.

    Komórki pochew okołowiązkowych, mezofil wieńcowy – grupa komórek otaczających wiązki przewodzące w liściach. Komórki te mogą być różnie określane u różnych gatunków roślin. Określenia komórki pochew okołowiązkowych jako pierwszy użył Esau (1953). Grupa komórek tworzących pochwy okołowiązkowe zostały najlepiej poznane u roślin o fotosyntezie C4, szczególnie u kukurydzy. Komórki pochew okołowiązkowych roślin C4 posiadają grubą ścianę komórkową często wysyconą suberyną. W ścianie komórkowej znajdują się liczne plazmodesmy umożliwiające wymianę substancji z innymi komórkami liścia. Gruba ściana komórkowa stanowi barierę chroniąca przed utratą CO2 wytwarzanego w komórkach pochew okołowiązkowych podczas rozkładu związków czterowęglowych (jabłczan, asparaginian). W liściach roślin C4 tylko komórki pochew okołowiązkowych sa zdolne do przeprowadzania cyklu Calvina. Dodatkową cechą charakterystyczną tych komórek u części roślin C4 są chloroplasty zawierające jedynie tylakoidy stromy, a pozbawione tylakoidów gran. Znane są mutacje u kukurydzy – bsd1 i bsd2, które powodują nieprawidłowy rozwój komórek pochew okołowiązkowych. Komórka nowotworowa – komórka której cykl komórkowy został zaburzony wskutek mutacji. Jedną z jej ważnych cech jest duża zdolność do unikania apoptozy. Komórka nowotworowa dzieli się nieustannie i bez ograniczeń. Charakteryzuje ją podwyższona aktywność telomerazy, co umożliwia ominięcie fizjologicznego limitu ilości podziałów jednej komórki. Pod tym względem przypomina komórki macierzyste, jednak nie dochodzi do specjalizacji komórki. Podział komórek nowotworowych może prowadzić do powstania guza nowotworowego.

    Komórki Betza lub olbrzymie komórki piramidowe – rodzaj neuronów piramidowych zlokalizowanych w V warstwie istoty szarej pierwszorzędowej kory ruchowej (M1). Zostały opisane w 1874 roku przez rosyjskiego anatoma i histologa Władimira Betza. Są to jedne z największych komórek ośrodkowego układu nerwowego, ich perikariony mają nawet 100 μm średnicy. Komórki Betza wysyłają aksony do rdzenia kręgowego, gdzie tworzą synapsy z komórkami rogów przednich, stanowią zatem pierwszy neuron dróg piramidowych (nazwa komórek piramidowych wzięła się jednak od ich kształtu, zanim poznano dokładny przebieg dróg piramidowych). Komórki Betza mają jeden apikalny dendryt, jak inne komórki piramidowe, poza nim mają też liczne odgałęziające się w różnych komórkach asymetryczne dendryty, z których większość dochodzi do warstw V i VI kory, a także głębiej, do istoty białej mózgu. Według jednej pracy, komórki Betza stanowiły do 10% populacji wszystkich komórek piramidowych warstwy Vb pierwotnej kory ruchowej.

    Dodano: 08.06.2010. 19:12  


    Najnowsze