A Weizmann Intézetben kifejlesztett sejtprogramozási technika a sejteket spermiumok és petesejtek korai prekurzorává alakítja.
A Weizmann Tudományos Intézet és a Cambridge csoportjai elérték azt a funkciót, hogy visszaforgatták az emberi sejtek biológiai óráját, hogy őssejtes sejteket hozzanak létre a laboratóriumban.
Vagyis embrionális sejtek, amelyek spermát és petesejteket hoznak létre.
Ez az első alkalom, hogy az emberi sejteket beprogramozták, és sikerült elérniük fejlődésüknek ezt a korai szakaszát.
Ennek a Cell-ben megjelent tanulmányának eredményei segíthetnek a termékenységi problémák okainak felderítésében, az embrionális fejlődés korai szakaszának megértésében, és a jövőben potenciálisan lehetővé tehetik a termékenységgel kapcsolatos új típusú technológiák kifejlesztését.
"Több kutató évek óta megpróbálta őssejt sejteket (PGC) létrehozni Petri-csészékben" - mondja Dr. Jacob Hanna, az Intézet Molekuláris Genetikai Tanszékének munkatársa, aki a kutatást a kutató hallgatóval közösen vezette. Leehee Weinberger.
A PGC-k az embrionális fejlődés első heteiben jelentkeznek, amikor a megtermékenyített petesejtben lévő embrionális őssejtek a legalapvetőbb sejttípusokba kezdenek differenciálódni.
Miután ezek az őssejtek "specializálódtak", tovább fejlődnek az "automatikus kísérleti" technológián, amíg a spermiumok vagy petesejtek prekurzorává válnak - mondja Hanna.
E sejtek laboratóriumi létrehozásának ötlete 2006-ban merült fel indukált pluripotens őssejtek (iPS) feltalálásával - olyan felnőtt sejtek, amelyeket "újraprogramoznak", hogy kinézetre hasonlítsanak, és olyan embrionális őssejtekként működjenek, amelyek megkülönböztethetők.
Ezért néhány évvel ezelőtt, amikor japán kutatók létrehoztak egér iPS-sejteket, majd sikerült azokat PGC-kké differenciálni, más tudósok azonnal megpróbálták ugyanazokat az eredményeket elérni az emberi sejtekben. Eddig azonban senkinek sem sikerült.
A Hanna laboratóriumában végzett korábbi munka új módszereket javasolt, amelyek az emberi sejteket PGC állapotukba vihetik.
Ez a kutatás az emberi iPS sejtek és az egér embrionális sejtjei közötti különbségek megértésére összpontosított: a laboratóriumban könnyű az egér embrionális sejteket „anya” állapotban tartani, míg az újraprogramozott emberi iPS sejteket - a négy gén - erősen hajlamosak megkülönböztetni, és gyakran megtartják a "differenciálódás kezdetének" nyomait.
Ezután Hanna és csoportja kifejlesztett egy módszert a differenciálódás genetikai útjának elnyomására, ezáltal létrehozva egy új típusú iPS-sejteket, amelyeket "naiv sejteknek" neveztek el.
Úgy tűnt, hogy ezek a sejtek egy lépéssel közelebb fiatalítják az iPS-sejteket, közelebb hozva azokat az eredeti embrionális állapothoz, amelytől valójában bármilyen sejttípusra megkülönböztethetők. Mivel ezek a "naiv sejtek" jobban hasonlítanak egér társaikra, Hanna és csoportja úgy gondolta, hogy "rábeszélhetők" arra, hogy primordiális csírasejtekké váljanak.
A "naiv" embrionális őssejtekkel és iPS-sejtekkel együttműködve, és az egérsejt-kísérletekben sikeres technikákat alkalmazva a kutatócsoportnak sikerült olyan sejteket előállítania, amelyek mindkét esetben azonosak voltak az emberi PGC-kkel.
Az Aszim Surani professzor, a Cambridge-i Egyetem laboratóriumi csoportjával együtt a tudósok mindkét laboratóriumban együtt tesztelték és tovább fejlesztették a módszert.
Piros fluoreszcens marker hozzáadásával a PGC-k génjeihez meg tudták becsülni, hogy hány sejtet programoztak be.
Eredményeik azt mutatták, hogy viszonylag magas százalék - akár 40% - PGC-k lettek.
Ez az összeg megkönnyíti az elemzést.
Hanna rámutat, hogy a PGC-k csak az első lépést jelentik az emberi sperma és petesejtek létrehozásában.
Még mindig vannak akadályok, amelyeket meg kell győzni, mielőtt a laboratóriumok képesek lesznek befejezni azokat az eseményeket, amelyek egy felnőtt sejtet az embrionális őssejt-cikluson keresztül spermiumokká vagy petesejtekké válnak.
A folyamat egy bizonyos pontján ezeknek a sejteknek meg kell tanulniuk végrehajtani azt a trükköt, hogy DNS-ét felére osztják, mielőtt életképes reproduktív sejtekké válhatnak.
Hanna azonban bízik abban, hogy ezeket az akadályokat egyszer majd leküzdik azáltal, hogy megnövelik például annak lehetőségét, hogy kemoterápiával kezelt vagy korai menopauzában szenvedő nők teherbe eshessenek.
Időközben érdekes eredmények születtek már ebben a tanulmányban, amelyek jelentős következményekkel járhatnak a PGC-k és esetleg más korai embrionális sejtek jövőbeni kutatásában.
A csapatnak sikerült felkutatnia a genetikai események azon láncolatának egy részét, amely az őssejtet az őssejt sejtbe történő differenciálódás felé irányítja, és így felfedezett egy mestergént, a Sox17-et, amely szabályozza a folyamatot emberekben, de egerekben nem.
Mivel ez a genetikai hálózat különbözik az egereknél azonosítottaktól, a kutatók arra gyanakszanak, hogy az emberi folyamatot tanulmányozó tudósok meglepetéseket okozhatnak.
„Ha képesek vagyunk humán PGC-ket létrehozni Petri-csészékben, lehetővé tesszük számunkra a differenciálódási folyamat molekuláris szintű vizsgálatát.
Például azt tapasztaltuk, hogy csak "friss" "naiv" sejtek válhatnak PGC-kké; de egy hét után a hagyományos termesztési körülmények között ismét elveszítik ezt a képességüket.
Szeretnénk tudni ennek okát. Mi teszi az emberi őssejteket többé-kevésbé kompetenssé? És mi pontosan vezérli a differenciálódási folyamatot, miután a sejtet átprogramozták a legnaivabb állapotába?
Ezekre az alapvető kérdésekre adott válaszok teszik lehetővé az iPS-sejttechnológia előrehaladását arra a pontra, hogy felhasználható legyen az orvosi kezelések során. ".
- A CNIC kutatói megtalálják az immunsejtek metabolizmusának mechanizmusát
- Az őssejtek kezelése megkönnyítheti a sclerosis multiplexet
- Az intelligencia segítségével azonosítson egy új gyógyszert az 1-es típusú cukorbetegségben a béta-sejtek regenerálására
- Ezeket a változásokat fogja észrevenni, amikor túlsúlyt hagy maga után
- ELHÍZÁS ÉS FOLYADÉK MEGŐRZÉSE; Christian Flèche: A betegség biológiai érzéke 8;