Az embrionális őssejtek megszerzése magában foglalja az embriók megsemmisítését, ez egy olyan helyzet, amely komoly etikai problémát vet fel. Két hónappal ezelőtt három tanulmányt tettek közzé, amelyek azt mutatták, hogy az embrionális őssejtek embriók felhasználása nélkül nyerhetők, és ezek a sejtek képesek megkülönböztetni és teratogén.

törzsek

Manapság az egyik legérdekesebb bioetikai probléma az, hogy miként lehet az embriókhoz hasonló őssejteket előállítani anélkül, hogy azokat meg kell semmisíteni emberi embriókból, mivel nyilvánvalóan súlyos dilemmát vet fel az élet befejezésével.

Egy másik cáfolhatatlan tény, hogy az emberi embrionális őssejtek értékes biológiai anyagot jelentenek a fejlődésbiológia, a sejtdifferenciálódás stb. Tanulmányozásához, amelyből fontos biomedicinális tapasztalatok fejleszthetők ki.

A nehézség abban rejlik, hogy hogyan lehet összeegyeztetni a felhasználás biológiai érdekét az emberi embrióktól való megszerzésének etikai nehézségével. Ezért e két cél összehangolásának megkísérlése elsődleges érdeklődésre számot tartó biológiai és etikai kihívást jelent.

Különböző eljárásokat javasoltak az emberi embriókhoz hasonló sejtek előállításához anélkül, hogy szükség lenne az embriók megsemmisítésére, de döntő többségük technikai vagy etikai nehézségekkel jár.

Csak a szomatikus sejtek átprogramozása olyan transzkripciós faktorokkal, amelyek megkönnyítik a sejtek differenciálódását, úgy tűnik, képesek megfelelni az etikai és biológiai követelményeknek. Konkrétan Takahashi és Yamanaka Cellben megjelent munkájára utalok, amely az első kísérlet objektív lehetőségekkel az emberi embriókhoz hasonló szárak megszerzésére az embriók megsemmisítése nélkül. Ugyanezen a napon újabb három kísérlet jelent meg, amelyek új elvárásokat nyitnak meg ezzel a lehetőséggel kapcsolatban.

Takahashi és Yamanaka munkája abból indul ki, hogy a szomatikus sejtgenom nagyon differenciálatlan állapotba programozható át, amikor összeolvad az emberi petesejtekkel vagy emberi embrionális sejtekkel. Ez a lehetőség azt jelzi, hogy az oocitáknak és az embrionális sejteknek egyaránt vannak olyan transzkripciós tényezői, amelyek elősegítik a sejtek újraprogramozását a pluripotenciális stádiumig.

Átütemezés
Ezt az újraprogramozási mechanizmust az oocita biológiailag használja, mind a spermium genomjának újraprogramozásakor mindkét ivarsejt fúziója után a természetes megtermékenyítés során, mind a felnőtt szomatikus sejtek genomjának újraprogramozásakor, amikor átkerülnek egy enukleált petesejtbe, amint az szomatikus nukleáris transzfer; vagyis a kísérleti klónozás során mind az ember, mind az állat.

Az epigenetikus újraprogramozás előnyben részesítése mellett a transzkripciós faktorok fontos szerepet játszanak a sejtek pluripotencialitásának fenntartásában, megnehezítve a sejtek differenciálódott formákká való fejlődést, amelyek fokozatosan elveszítik vagy elvesztették pluripotenciális jellegüket. Ezen tényezők közül az Oct-3/4-et és a Nanog-ot vizsgálták a legjobban. Ez utóbbi felelős az embrionális sejtek proliferatív aktivitásának fenntartásáért. Ha a Nanog gén expressziója reaktiválódik vagy mesterségesen indukálódik a szomatikus sejtekben, amelyekben inaktív, a sejtek pluripotenssé válnak.

Takahashi és Yamanaka nagy hozzájárulása az, hogy 24 transzkripciós faktort azonosítottak az egér petesejtjeiben, amelyek elősegíthetik a szomatikus sejtgenom újraprogramozását és pluripotenciálist indukálhatnak. E 24 faktor közül négyet választottak: Oct-3/4, Sox2, c-Myc és KLF4. Retrovírussal a négy faktort egerek embrióiba vagy felnőtt szomatikus sejtekbe, jelen esetben fibroblasztokba injektálták, és ellenőrizték az Fbx15, egy sejtcél expresszióját mind az Oct3/4, mind a Sox2 esetében, ami indukált generációhoz vezetett. pluripotens őssejtek, iPS (indukált pluripotens őssejtek).

Ezek a sejtek morfológiailag és szaporodási képességükben, valamint teratomák előállításának lehetőségében hasonlóak voltak az egér embrionális sejtjeihez. Nyilván sikerült egér embrionális őssejtekhez hasonló sejteket előállítaniuk egér embriók használata nélkül.

Folyamat
Amikor a négy transzkripciós faktor közül hármat bevittek a szomatikus sejtekbe, a Sox2 kivételével, az embrionális sejtekhez hasonló sejteket kaptunk morfológia, proliferáció és osztódási képesség tekintetében, de a pluripotenciálistól elért eredmények nélkül.

Az Fbx15-et expresszáló iPS azonban génexpressziós képességük és DNS-metilációs mintázataikban szignifikánsan különbözött az embrionális őssejtektől.

A következő kísérleti lépés az iPS-sejtek blasztocisztákba történő átültetése volt, hogy megpróbáljanak hibrid embriókat szerezni, amit el is értek, bár soha nem voltak képesek kifejleszteni egy felnőtt hibrid egeret vagy hibrid egeret kompetens csírasejtekkel, amelyek képesek továbbadni a termelt genomváltozást. utódok.

Ezek az adatok azt jelezték, hogy a Takahashi és Yamanaka által nyert iPS-Fbx15 sejtekben csak a sejtek hiányos átprogramozása sikerült.

A két észak-amerikai csoport és egy másik japán másik műve kiegészíti és kibővíti a tapasztalatokat, és új és érdekes perspektívákat nyit meg az embrió őssejtek embriók felhasználása nélküli előállításának izgalmas területén.

Az utóbbi három csoport alapvető lépése az, hogy az iPS sejtek megszerzésén túl kompetensek nemzőképes felnőtt hibridek előállítására és ugyanolyan hibrid csírasejtvonalak előállítására. Ennek elérése érdekében egy magasabb minőségű sejtdifferenciáló markert, a Nanog-ot használtak. A három mű egyikében, az Okita-ban is, a kapott sejtmódosítást hibrid egerek utódainak továbbították. Ily módon a keletkezett Nanog-iPS sejtek nem különböztethetők meg az embrionális őssejtektől globális génexpresszió, DNS-metiláció és hisztonjaik módosulása szempontjából. Hasonlóképpen, a hibrid sejtekből előállított Nanog-iPS sejtek az elnémított X kromoszóma reaktivációját mutatják, majd véletlenszerű inaktivációt mutatnak be a további differenciálódás elérése érdekében, ami jellemző a női csírasejtek újraprogramozási folyamatára.

Ezek az adatok azt mutatják, hogy az elmúlt három munkában az iPS-sejtek teljes átprogramozását elérték, amikor a négy említett transzkripciós tényezőt alkalmazták. Amint azt az iPS-sejtek előállítására szolgáló különböző eljárások csodálatos áttekintésében összefoglaltuk, az alkalmazott módszerek mindegyikének vannak előnyei és hátrányai. Valójában a szomatikus sejtgenom majdnem teljes újraprogramozása megvalósítható nukleáris transzferrel vagy iPS-sejtek létrehozásával, de ez utóbbi eljárás azt a nagy előnyt mutatja, hogy ezek eléréséhez nem szükséges petesejtek használata. Hátránya, hogy ezek a technikák még nem hoztak pozitív eredményeket az embereknél, ami csak felnőtt felnőtt szomatikus sejtek és az embrionális őssejtek összeolvasztásával érhető el, így az iPS sejtek hasznosnak tűnnek az alapkutatás szempontjából, mivel terápiás alkalmazásokhoz egyelőre csak felnőtt őssejtek hasznosak.

Ezen túlmenően, és az emberekben történő alkalmazásuk fő hátrányaként a tumorigenitásuk akadálya van - egyelőre áthidalhatatlan. Az állati vírusfertőzések átvihetők az iPS sejtekkel, mivel retrovírusok alkalmazása szükséges ezek eléréséhez. Másrészt a felnőtt sejtek és az embrionális őssejtek fúzióját alkalmazó módszerrel a nagy biológiai nehézség az, hogy a kapott sejtek tetraploidok. Az összefoglaló szerzők szerint "jelenleg korai megvitatni, hogy mely módszer lenne a legmegfelelőbb a közeljövőben a klinikai alkalmazásra"; sőt "azt gondolhatnánk, hogy a jelenlegi módszerek kifejlesztése új és egységes technológiához vezethet".

Több lehetőség
Végül egy másik érdekes lehetőség az embrionális sejtekhez hasonló sejtek megszerzésére anélkül, hogy el kellene pusztítani az embriókat, az, hogy pluripotens sejteket állítunk elő csírasejt-kultúrából, amint azt Shinohara javasolta a Cell folyóiratban is megjelent tanulmányban (Cell 2007; 119: 1001 Egér magzatának heréiből nyert. Ezeket a sejteket multipotens csíra őssejteknek vagy mGS sejteknek (multipotens csíra őssejtek) hívták.

Az MGS sejtek morfológiájában, proliferációs képességében, teratoma képződésében, sőt felnőtt hibridek létrehozásának lehetőségében is hasonlítanak az embrionális sejtekhez. A legfőbb technikai nehézség a megszerzésük alacsony hatékonysága, mivel egyetlen sejtvonal megszerzéséhez a szerzők 30 állat heréjét használták. Ezeket a tapasztalatokat a Guam-csoport egészítette ki, és felnőtt egerek heréiből képes volt embrióhoz hasonló pluripotens őssejteket előállítani. Nyilvánvaló, hogy lehetséges klinikai alkalmazásához ez a technika olyan nehézségekkel jár, hogy csak férfiaknál alkalmazható.

Etikai szempontból a fő cél egy olyan módszer elérése, amely nem igényli az emberi embriók megsemmisítését, és az iPS-sejtek használata lehet a legígéretesebb, bár emberben nem hajtották végre, ami miatt a a klinikai alkalmazás még messze van.