211service.com
Stamceller uden embryoner
To grupper af videnskabsmænd ser ud til uafhængigt at have opnået en af regenerativ medicins hellige gral: omprogrammering af menneskelige voksne celler til at opføre sig som embryonale stamceller uden brug af et embryo eller et menneskeligt æg. Metoden kunne give en måde at fremstille patientspecifikke stamceller på, en bedrift, der endnu ikke er opnået hos mennesker. Sådanne celler kunne i sidste ende bruges til at studere komplekse genetiske sygdomme eller til celle- eller vævstransplantationer uden frygt for immunafstødning.
Gennembrudsceller: Forskere ved University of Wisconsin-Madison har med succes omprogrammeret hudceller (vist her) til at fungere som embryonale stamceller. Metoden kunne give en mere effektiv måde at generere stamceller på - en der ikke fremkalder etiske bekymringer.
Den nye teknik fjerner også de store etiske indvendinger mod embryonal stamcelleforskning: skabelse og ødelæggelse af menneskelige embryoner. Det er 10 år siden, vi udledte de første embryonale stamcellelinjer, som udløste en storm af kontrovers, der har varet indtil i dag, siger James Thomson , en biolog ved University of Wisconsin-Madison, der isolerede de første menneskelige embryonale stamceller i 1998 og ledede det nye arbejde. Jeg tror, at disse resultater er begyndelsen på enden på denne kontrovers.
To grupper – en ledet af Shinya Yamanaka ved Kyoto University, i Japan, og en ledet af Thompson og Junying Yu ved University of Wisconsin – separat konstruerede menneskelige hudceller til at udtrykke fire forskellige gener. Af årsager, der endnu ikke er klar over for forskerne, ser det ud til, at udsættelse af celler for disse gener skruer udviklingsuret tilbage. Begge grupper fandt, at de resulterende celler udviser to hovedegenskaber, der definerer embryonale stamceller. De er pluripotente, hvilket betyder, at de kan udvikle sig til en hvilken som helst celletype i kroppen, og de kan dele sig tilsyneladende på ubestemt tid i deres udifferentierede tilstand.
Jeg ville hilse denne anden metode velkommen, fordi det er nemmere at få fat i materialet og ikke rejser etiske spørgsmål, som nogle finder bekymrende, siger Doug Melton , direktør for Harvard Stem Cell Institute. Det er lige så vigtigt, at brugen af denne anden tilgang ville øge mængden af tilgængelige midler til forskningen enormt.
Embryonale stamceller har været målet for både hype og håb på grund af deres potentielle evne til at erstatte celler beskadiget i sygdomme som Parkinsons og diabetes. De er også kilden til etisk kontrovers: cellerne er afledt af overskydende menneskelige embryoner, der kasseres efter in vitro-befrugtning, og opnåelse af dem kræver destruktion af embryonerne. Præsident Bush begrænsede alvorligt den føderale finansiering af embryonal stamcelleforskning i 2001.
Ud over omprogrammeringens potentielle indvirkning på den etiske debat omkring embryonale stamceller, er en af dens største fordele, at det giver en alternativ måde at producere stamceller, der er genetisk matchet til et individ. Omprogrammerede, pluripotente celler afledt af et individs hudceller kunne i sidste ende bruges til vævstransplantationer uden risiko for immunafstødning. Celler afledt af en person med Parkinsons eller diabetes kan give forskere nye modeller til at studere disse komplekse genetiske sygdomme. (Se Stamceller genfødt og Det rigtige stamcellehåb.)
Den eneste anden måde at producere sådanne celler på – menneskelig terapeutisk kloning – har sine egne tekniske og etiske problemer og er endnu ikke opnået. Det kræver også menneskelige æg, som har vist sig at være ekstremt vanskelige at skaffe. (Se Human Terapeutic Cloning at a Standstill.) Ian Wilmut, videnskabsmanden, der ledede bestræbelserne på at klone fåret Dolly, meddelte fredag, at han planlægger at fokusere sin gruppes indsats på omprogrammering snarere end på kloning.
Men videnskabsmænd opfordrer til fortsat finansiering af embryobaserede metoder, indtil mere er kendt om disse nye typer celler. Indtil alternativet er vist at producere den samme slags ekstremt alsidige, normale celler, som vi stammer fra tidligere frosne menneskelige blastocyster, ville det være uretfærdigt over for patienterne at give afkald på den tilgang, siger Melton fra Harvard Stem Cell Institute.
Mens de nye celler ser ud og fungerer som embryonale stamceller, er det endnu ikke klart, hvor ens de er. De fleste af de markører, vi kender til i embryonale stamceller, udtrykkes af disse stamceller, siger Yu fra University of Wisconsin. Men vi aner virkelig ikke, om der er en væsentlig forskel. Indledende eksperimenter fra Yamanakas Kyoto-laboratorium tyder på, at der i det mindste eksisterer nogle forskelle: En screening af ekspressionen af 30.000 gener viste, at de pluripotente celler ligner, men ikke er identiske med embryonale stamceller.
Begge hold brugte viralt DNA til at introducere gener for fire transkriptionsfaktorer - proteiner, der tænder andre gener i cellen - til fibroblaster, en type hudcelle. (To af disse transkriptionsfaktorer var ens i begge grupper; to var forskellige. Alle var tidligere blevet identificeret i embryonale stamceller.) Forskere har en teori om, at når de udtrykkes i de voksne celler, aktiverer transkriptionsfaktorerne en genetisk kaskade, der returnerer cellen og dets DNA til en embryonal-lignende tilstand.
Når de blev implanteret i mus, dannede cellerne en kugle af væv indeholdende flere differentierede celletyper, en standardtest for cellepluripotens. Yamanakas hold viste også, at cellerne kunne differentiere til muskel- og nerveceller ved at bruge de samme protokoller, som bruges med embryonale stamceller. Resultaterne blev offentliggjort online i dag i tidsskrifterne Celle og Videnskab .
Før disse celler kan komme i betragtning til human terapi, bliver forskerne nødt til at udvikle en alternativ måde at udtrykke transkriptionsfaktorerne på. De vira, der i øjeblikket anvendes, kan integreres i genomet og udgøre potentielle sikkerhedsproblemer. Det er endnu ikke klart, hvor svært dette vil være at opnå, men Thomson siger, at hans gruppe og andre allerede arbejder på dette problem.
Mens der stadig er meget arbejde at gøre, siger Thomson, at resultaterne sandsynligvis vil fremskynde forskningens tempo ved at tilskynde flere forskere til at studere stamceller og ved at øge finansieringen til området. Mit personlige barometer for optimisme er steget meget, siger han. Jeg tror, at unge efterforskere undgik at komme ind på dette felt på grund af de etiske problemer ... Nu tror jeg, at flere og flere laboratorier vil gå over til denne metode.