10.12 : Induced Pluripotent Stem Cells

Komórki macierzyste to niezróżnicowane komórki, które dzielą się i wytwarzają różne typy komórek. Zwykle komórki, które zróżnicowały się w określony typ komórek, są postmitotyczne - to znaczy już się nie dzielą. Jednak naukowcy znaleźli sposób na przeprogramowanie tych dojrzałych komórek tak, aby "odróżnicowały się" i powróciły do niewyspecjalizowanego, proliferacyjnego stanu. Komórki te są również pluripotencjalne, podobnie jak embrionalne komórki macierzyste - zdolne do wytwarzania wszystkich typów komórek - i dlatego nazywane są indukowanymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi (iPSC).

Komórki iPS są potencjalnie cenne w medycynie, ponieważ pacjent, który potrzebuje określonego typu komórek – na przykład osoba z uszkodzoną siatkówką z powodu zwyrodnienia plamki żółtej – może otrzymać przeszczep wymaganych komórek, wygenerowanych z innego typu komórek w jego własnym ciele. Nazywa się to przeszczepem autologicznym i zmniejsza ryzyko odrzucenia przeszczepu, które może wystąpić, gdy tkanki są przeszczepiane między osobami.

Przebieg procesu

Aby wytworzyć iPSC, w hodowli hoduje się dojrzałe komórki, takie jak fibroblasty skóry lub komórki krwi danej osoby. Następnie geny wielu czynników transkrypcyjnych są dostarczane do komórek za pomocą wektora wirusowego, a białka czynnika transkrypcyjnego ulegają ekspresji za pomocą maszynerii komórki. Czynniki transkrypcyjne włączają następnie wiele innych genów, które są wyrażane przez embrionalne komórki macierzyste, przywracając komórki do stanu niezróżnicowanego, proliferacyjnego i pluripotencjalnego.

Nadal trwają badania, czy iPSC są rzeczywiście równoważne embrionalnym komórkom macierzystym, ale wydają się być podobne i mogą wytwarzać komórki ze wszystkich trzech listków rozrodczych organizmu. Podobnie jak w przypadku innych typów komórek macierzystych, naukowcy uczą się, jak skutecznie wspierać różnicowanie określonych typów komórek z iPSC, tak aby potrzebne typy komórek mogły być produkowane w odpowiednich ilościach.

Wczesne badania kliniczne

W pierwszym badaniu klinicznym przeszczepiono komórki siatkówki pochodzące z iPSC pacjentom ze zwyrodnieniem plamki żółtej związanym z wiekiem. Od tego czasu zatwierdzono kilka badań klinicznych iPSC do leczenia choroby Parkinsona, chorób serca i urazów rdzenia kręgowego. Komórki pobrane od pacjentów i przekształcone w iPSC są również wykorzystywane do badania ich chorób w laboratorium. Ogólnie rzecz biorąc, iPSC stanowią kolejne źródło komórek macierzystych do badań naukowych.