Naukowcy posługujący się nowatorską metodą odmładzania ludzkich komórek macierzystych stworzyli 14 mysich embrionów, z których część aż w 4 proc. była ”ludźmi”. Piszemy aż, bo dotychczasowe eksperymenty z myszo-ludzkimi chimerami nie przekraczały nawet granicy 0,2 proc.

Wszystkie embriony uśmiercono 17. dnia eksperymentu. Nie stwierdzono, by ludzkie DNA znalazło się w tkankach, z których powstają komórki rozrodcze. Nie było więc ryzyka przeniesienia chimeryzacji na kolejne pokolenia. Co jednak stwierdzono, to rekordowo szybkie i liczne namnożenie się ludzkich komórek siatkówki oka, wątroby i czerwonych krwinek.

Na zdjęciu powyżej widać duże zagęszczenie komórek z DNA człowieka (w kolorze zielonym) w 17-dniowym embrionie myszy (na niebiesko). Większość z pokazanych tu komórek to czerwone krwinki skumulowane w wątrobie.

Na tym etapie wyniki doświadczeń prowadzonych przez genetyków z Buffalo University oraz Roswell Park Comprehensive Cancer Center dają nadzieję na rozwój nowych technik diagnostycznych dla różnych chorób, jak malaria czy nawet COVID-19, czytamy w informacji dla mediów

Gdyby udało się podobne eksperymenty z odmładzaniem komórek macierzystych przeprowadzić u większych zwierząt, jak np. świnie, możliwe byłoby – w teorii – tworzenie całych organów i pchnąć program transplantacyjny w nowym kierunku.

Opublikowane w czasopiśmie ”Science Advances” opracowanie skupia się na nowatorskiej metodzie pozwalającej produkować miliony ludzkich komórek w zaledwie kilkanaście dni. Dotąd naukowcy byli w stanie wytworzyć w mysich zarodkach jedynie garstkę dojrzałych i wyspecjalizowanych komórek. Żeby powstały komórki krwi czy siatkówki oka potrzeba było ponad 8 tygodni.

Genetycy już zdołali zorientować się, że do uzyskania oczekiwanych rezultatów potrzebny jest im żywy ”nosiciel”. Owszem, ludzkie komórki macierzyste da się rozwijać poza organizmem, czyli in vitro. Ale to co powstaje w tym procesie nie zyskuje ostatecznego kształtu, jaki chcieliby widzieć naukowcy. I tu wchodzi konieczność odmładzania ludzkich zarodkowych pluripotentnych komórek macierzystych.

Na zdjęciu na zielono zaznaczono komórki siatkówki oka człowieka w 17-dniowym embrionie myszy (na niebiesko) fot. Zhixing Hu

W końcu udało się przekonwertować je z tzw. stanu pierwotnego do wcześniejszej postaci, czyli stanu naiwnego. - Uznaliśmy, że jeżeli ludzie komórki pluripotentne będą zachowywać się jak ich mysi odpowiednik (”naiwne” komórki macierzyste człowieka i ”naiwne” komórki macierzyste myszy – red.), to będą chciały ze sobą rozmawiać w blastocyście (wczesna faza rozwoju zarodka, moment gdy zagnieżdża się w macicy – red.) – Jian Feng, jeden z autorów badania wyjaśnił CNN

Eksperyment potwierdził przypuszczenia Fenga i jego kolegów. – Genetyczny program wewnątrz mysiego embrionu i genetyczny program z ludzkich komórek macierzystych znalazły wspólny język – dodał naukowiec.

Innymi słowy, jest wystarczająca kompatybilność ewolucyjna między ludźmi a myszami, by embriony myszy były dobrym nośnikiem do hodowania ludzkich komórek. Według aktualnych doświadczeń, dzielimy z myszami 97,5 proc. aktywnego DNA, o 1 proc. mniej niż z szympansami. Nowe szacunki oparto na porównaniu 16. mysiego chromosomu z DNA człowieka.

- Życie to oparty na DNA program operacyjny wykorzystujący energię do tworzenia informacji. Ten eksperyment przypomina trochę emulowanie Windowsa na Mac’u – zauważył Jian Feng.

Nowa metoda odmładzania komórek macierzystych do stanu naiwnego, wyjaśniają autorzy badania, polega na czasowym (3 godziny) wstrzymaniu aktywności enzymu odpowiadającego za wzrost i namnażanie się komórek (kinaza mTOR; ten enzym odpowiada też za tłumaczenie informacji zawartej w DNA). W ten sposób wpłynęli na ekspresję genów i metabolizm komórki macierzystej.

- Nasze obserwacje pokazują, że mechanizmy decydujące o czasie rozwoju komórki da się modyfikować. Biorąc to pod uwagę możemy się spodziewać dalszych przełomowych odkryć – obiecują w informacji prasowej genetycy odpowiedzialni za embrionalne chimery.

Jan Sochaczewski