Έρευνα ανοίγει τον δρόμο για δημιουργία τεχνητών εμβρύων

Έρευνα ανοίγει τον δρόμο για δημιουργία τεχνητών εμβρύων

SHUTTERSTOCK

Επιστήμονες στο Hebrew University of Jerusalem (HU) ανακάλυψαν έναν τρόπο μετατροπής κυττάρων του δέρματος σε τρία βασικά είδη κυττάρων από τα οποία αποτελούνται τα πρώιμα έμβρυα. Η έρευνα αυτή, η οποία έγινε πάνω σε κύτταρα ποντικιών, εκτιμάται πως θα έχει ιδιαίτερα σημαντικές επιπτώσεις όσον αφορά στη δημιουργία μοντέλων σχετικά με τις ασθένειες που επηρεάζουν τα έμβρυα και προκαλούν δυσλειτουργίες στον πλακούντα- ενώ μπορεί ακόμα και να ανοίξει τον δρόμο για τη δημιουργία ολόκληρων τεχνητών εμβρύων, μέσω κυττάρων του δέρματος.

Σε επιστημονικό άρθρο στο Cell Stem Cell ο Γιόσι Μπουγκανίμ του Τμήματος Εξελικτικής Βιολογίας και Καρκινικών Ερευνών του HU και η ομάδα του περιγράφουν πώς ανακάλυψαν ένα σετ γονιδίων ικανών να μετατρέπουν δερματικά κύτταρα ποντικιών στα τρία είδη κυττάρων από τα οποία αποτελείται το πρώιμο έμβρυο: Το ίδιο το έμβρυο, τον πλακούντα, και επιπλέον εμβρυϊκούς ιστούς, όπως ο ομφάλιος λώρος. Στο μέλλον εκτιμάται πως θα είναι πιθανώς δυνατή η δημιουργία ολόκληρων ανθρώπινων εμβρύων με βάση ανθρώπινα δερματικά κύτταρα, χωρίς να υπάρχει ανάγκη για σπέρμα ή ωάρια.

Το 2006 Ιάπωνες ερευνητές είχαν ανακαλύψει τη δυνατότητα δερματικών κυττάρων να «επαναπρογραμματίζονται» έτσι ώστε να μετατρέπονται σε πρώιμα εμβρυϊκά κύτταρα που μπορούν να παράγουν ολόκληρο έμβρυο, «εκφράζοντας» τέσσερα κεντρικά εμβρυϊκά γονίδια. Τα «επαναπρογραμματισμένα» δερματικά κύτταρα (iPSC, Induced Plutipotent Stem Cells) είναι παρόμοια με κύτταρα που αναπτύσσονται στις πρώιμες ημέρες μετά τη γονιμοποίηση και στην ουσία είναι όμοια με τα φυσικά αντίστοιχά τους. Τα κύτταρα αυτά μπορούν να αναπτυχθούν σε όλους τους τύπους εμβρυϊκών κυττάρων, μα όχι σε εξω-εμβρυϊκούς ιστούς, όπως ο πλακούντας.

Οι ερευνητές του HU, με επικεφαλής του Γιόσι Μπουγκανίμ, Όρεν Ραμ και Τόιμ Κάπλαν, καθώς και τους διδακτορικούς φοιτητές Χάνι Μπεντσερίτ και Μοχάμαντ Τζαμπέρ, ανακάλυψαν έναν νέο συνδυασμό πέντε γονιδίων που, όταν εισάγονται σε δερματικά κύτταρα, τα «επαναπρογραμματίζουν» ώστε να μετατραπούν στα τρία είδη πρώιμων εμβρυϊκών κυττάρων- κύτταρα iPS που δημιουργούν έμβρυα, βλαστοκύτταρα του πλακούντα και βλαστοκύτταρα που εξελίσσονται σε εξω-εμβρυϊκούς ιστούς (όπως ο ομφάλιος λώρος). Για να γίνουν οι μετατροπές αυτές απαιτείται περίπου ένας μήνας.

Η ομάδα του HU χρησιμοποίησε νέες τεχνολογίες για να εξετάσει τις μοριακές δυνάμεις που διέπουν την «πορεία» των κυττάρων, ανακαλύπτοντας, για παράδειγμα, το γονίδιο που ωθεί το κύτταρο να εξελιχθεί σε βλαστοκύτταρο πλακούντα. Για την ανακάλυψη των μοριακών μηχανισμών που ενεργοποιούνται κατά τον σχηματισμό αυτών των τύπων κυττάρων, οι ερευνητές ανέλυσαν τις αλλαγές στη δομή των γονιδίων και τη λειτουργία εντός των κυττάρων, όταν τα πέντε γονίδια εισάγονται στο κύτταρο. Όπως διαπιστώθηκε, κατά το πρώτο στάδιο τα δερματικά κύτταρα χάνουν την κυτταρική τους ταυτότητα και μετά αποκτούν αργά μια νέα- κάποιου ενός από τα τρία είδη πρώιμων εμβρυϊκών κυττάρων.

Πρόσφατα έγιναν προσπάθειες για την ανάπτυξη ενός ολόκληρου εμβρύου ποντικού χωρίς τη χρήση κυττάρων σπέρματος ή ωαρίων. Κατά τις προσπάθειες αυτές χρησιμοποιήθηκαν τα τρία είδη πρώιμων κυττάρων που είχαν απομονωθεί απευθείας από ένα ζωντανό, αναπτυσσόμενο έμβρυο. Σε κάθε περίπτωση, όπως υπογραμμίζουν οι ερευνητές, πρόκειται για την πρώτη προσπάθεια δημιουργίας των τριών βασικών ειδών κυττάρων απευθείας από δερματικά κύτταρα.