Celulele umane pot fi reprogramate in celule stem

Saptamana trecuta a fost marcata de doua evenimente majore in cercetarea stiintifica din jurul celulelor stem.

Primul a fost anuntul ca un grup de la Universitatea de Stiinta si Medicina din Oregon (Statele Unite) a reusit, pentru prima oara, sa cloneze o maimuta si sa extraga celule stem din embrionul astfel obtinut, iar al doilea, faptul ca doua grupuri separate de cercetatori (japonez si american) au reusit reprogramarea unor celule umane de piele in celule stem. Aceasta a doua metoda nu implica deci crearea si distrugerea unui embrion si poate elimina astfel definitiv controversele din jurul acestui subiect.

Pentru a intelege semnificatia acestui pas major, sa analizam sumar contextul acestei descoperiri. Dupa cum se stie, celulele stem sunt celule pluripotente nediferentiate, ce apar in stadiul embrionic al evolutiei omului. Cu alte cuvinte, aceste celule stem, care se gasesc in embrion, se vor diviza si diferentia mai tarziu in diverse tipuri de celule, ce vor forma la randul lor diversele organe ale corpului uman. Exista un interes major in comunitatea stiintifica in obtinerea in laborator a acestor celule stem, pentru cresterea artificiala de organe sau pentru tratamentul diverselor boli genetice.

Deoarece ele se pot diferentia mai tarziu in oricare din celulele organismului, celulele stem au potentialul de a genera tesuturi noi (ficat, os etc.) sau de a inlocui tesuturi existente care sunt distruse (ca cele pentru pacienti bolnavi de Alzheimer sau Parkinson). In aceste cazuri este insa important ca celulele stem sa contina acelasi material genetic ca celulele pacientului al carui tesut trebuie inlocuit. In acest fel, noul tesut are sansa mult mai mica de a fi rejectat de organism. Pentru a realiza aceste celule stem, care contin informatia genetica a pacientului, nu exista in prezent decat doua solutii.

Prima solutie, mentionata mai devreme, este de a preleva de la pacient o celula adulta. Ea este de cele mai multe ori o celula fibroblast din piele, deoarece aceasta are deja o capacitate limitata de a se diferentia. Din aceasta celula fibroblast se extrage apoi nucleul. Intr-o etapa ulterioara, acest nucleu este introdus intr-un ovul (celula ou), careia i s-a indepartat inainte nucleul sau. Procedura face ca ovulul sa creada ca a fost fertilizat, astfel incat el se va dezvolta mai apoi intr-un embrion, prin procese succesive de divizare. Din acest embrion se vor extrage apoi celule stem pluripotente. De remarcat ca aceasta procedura face sa se conserve materialul genetic al celulei fibroblast originare. Metoda a fost aplicata recent cu succes in primate.

Remarcam ca procedura precedenta implica crearea unui embrion si distrugerea lui pentru extragerea celulelor stem. Ea este deci foarte controversata, caci ridica problema daca un embrion este o fiinta vie, care astfel este omorata. Cea de-a doua solutie de obtinere a celulelor stem din celulele adulte ale pacientului presupune o cu totul alta maniera de lucru, ce evita crearea de embrioni. Aceasta porneste de la observatia ca celulele adulte si celulele stem au material genetic (ADN) identic. Ceea ce le face diferite este expresia diverselor gene ce produc proteine. Astfel, unele gene din celula adulta sunt inactivate de alte proteine prezente in celula si celula isi pierde astfel din potenta ei. In aceasta a doua solutie, oamenii de stiinta “reintineresc” practic o celula stem, o reprogrameaza, reactivand genele ce au devenit inactive in celula adulta.

Recent, un grup de cercetatori de la Universitatea din Wisconsin a reusit aplicarea procedurii precedente la celulele adulte umane, pentru prima oara. Cu toate acestea, metoda prezentata de acestia in prestigioasa revista Science difera intr-un punct major de solutia ideala prezentata mai sus. Astfel, sistemul de proteine al celulei este extrem de complex si deci greu de modificat. De aceea cercetatorii au hotarat introducerea genelor ce trebuie reactivate direct in ADN-ul celulei adulte originare, cu ajutorul unui retrovirus. Acesta transporta practic 4 gene alese de cercetatori in nucleul celulei adulte si le integreaza in ADN-ul ei. Daca procedura este de succes, noua celula adulta este practic “intinerita”, reprogramata si ea se va comporta ca o celula stem.

Procedeul acesta a fost aplicat anul trecut cu succes la soareci. Un grup din Japonia, condus de profesorul Yamanaka, a identificat un grup de 4 gene care pot “reintineri” celula adulta si o transforma in celula stem. De fapt, acelasi grup a publicat saptamana trecuta rezultate care arata ca procedeul poate fi aplicat cu succes si la oameni, confirmand practic rezultatele celor de la Universitatea din Wisconsin. Pe de alta parte, cercetatorii de la Universitatea din Wisconsin au introdus in nucleul celulei adulte tot patru gene, doua identice cu cele ale profesorului Yamanaka si alte doua diferite. Combinatia de gene a fost aleasa dupa un studiu premergator, care a comparat celula adulta cu celula stem si a identificat care dintre gene au devenit inactive in celula adulta.

Eficienta procesului este momentan scazuta (de o celula reprogramata la cateva mii de celule), iar rezultatele grupului de la Universitatea din Wisconsin au fost obtinute doar pe celule adulte prelevate de la fetusi si bebelusi. Cu toate acestea, organizatiile internationale care lupta impotriva acceptarii experimentelor cu celule stem obtinute din embrion sunt foarte entuziaste. Acestea afirma ca cercetarea pe embrioni poate fi astfel incetinita, daca nu stopata, caci nu mai este singura alternativa la obtinerea de celule stem. (www.cronicaromana.ro)