Znanstveniki so krvne celice izpostavili stresnemu okolju in tako dosegli, da so se spremenile v matične celice. Ta zelo preprosta metoda bi lahko pomenila revolucijo pri uporabi matičnih celic v medicini.

Prvih nekaj dni po oploditvi zarodek sestavlja skupina pluripotentnih celic, ki se lahko razvijejo v katero koli celico v telesu. Z drugim imenom jih imenujemo embrionalne matične celice in imajo velik potencial za uporabo v medicini, saj bi z njimi lahko nadomestili poškodovana ali obolela tkiva in organe. Ker pa za njihovo pridobivanje potrebujemo zarodke, ki jih v procesu tudi uničimo, je njihova uporaba etično sporna. Znanstveniki so dolgo iskali nove načine, kako pridobiti pluripotentne celice brez uničenja zarodka. Leta 2006 je profesorju Šinji Jamanaki z univerze v Kjotu uspelo odrasle celice reprogramirati na stopnjo, enako embrionalnim matičnim celicam. Te celice so poimenovali celice iPS (inducirane pluripotentne matične celice). Celice so reprogramirali z vstavitvijo štirih genov, ki se normalno izražajo v pluripotentnih celicah. Za to odkritje je bila leta 2012 podeljena tudi Nobelova nagrada. Celice iPS še vedno niso v uporabi pri zdravljenju, saj se bojimo, da bi zaradi vstavljenih genov lahko postale rakave.

Raziskovalcem iz Japonske je pred kratkim uspel nov preboj na tem področju. Vacanti in Haruko Obokata iz Centra za razvojno biologijo Riken v Kobeju na Japonskem sta skupaj s sodelavci odkrila nov način reprogramiranja odraslih celic – brez spreminjanja njihovega DNA. Nova metoda je izredno zanimiva zaradi svoje enostavnosti: celice je treba le izpostaviti stresnemu okolju.

Ideja za tak način reprogramiranja prihaja iz rastlinskega področja. Izredne okoljske razmere lahko namreč navadno rastlinsko celico spremenijo v nezrelo celico, iz katere se lahko razvije celotna rastlina. Znano je, da imajo nekatere celice plazilcev in ptičev podobno sposobnost.

Dr. Obokata s sodelavci je želela preučiti, ali lahko podoben proces poteče tudi pri sesalcih. Pri tem so uporabili miš z genom, ki sveti zeleno, kadar se v celicah izraža OCT4, protein, ki je značilen in potreben za pluripotentne celice. En teden starim miškam so vzeli vzorec krvi, izolirali bele krvničke ter jih izpostavili stresu – kislemu okolju s pH 5.7 (ki za celice ni smrtno) za 30 minut. Potem so celice gojili v laboratoriju. Najprej se s celicami ni zgodilo nič zanimivega. Nekaj jih je pomrlo, druge so bile še vedno videti kot bele krvničke. Že drugi dan pa so se nekatere celice obarvale zeleno, kar je pomenilo, da so začele izražati OCT4. Do sedmega dneva sta že dve tretjini preživelih celic izražali OCT4 in druge označevalce pluripotentnosti. Za primerjavo, celice iPS potrebujejo 4 tedne, da dosežejo to stopnjo. Te nove celice so poimenovali celice STAP (ang. Stimulus-Triggered Acquisition of Pluripotency). Pridobili so jih tudi iz drugih tkiv in starejših živali.

Da bi se prepričali, da so celice res pluripotentne, so jih vbrizgali v 5 dni star mišji zarodek. Vgradile so se v zarodek in sodelovale pri razvoju vseh tkiv. Ko so ti mišji mladiči odrasli, so zaplodili nove miši, ki so tudi vsebovale celice STAP, kar pomeni, da so se iz njih razvila tudi jajčeca oziroma spermiji – celice so postale del spolne linije, ki se prenaša iz roda v rod. Pod določenimi pogoji lahko te celice sodelujejo ne samo pri razvoju zarodka, ampak tudi pri razvoju ekstraembrionalnih tkiv (npr. placente), kar pomeni, da so totipotentne – še bolj fleksibilne kot pluripotentne celice.

Biološki mehanizem, na katerem temelji to odkritje, je verjetno del temeljnega procesa popravljanja telesa. Če celice poškodujemo tako zelo, da skoraj umrejo, se izklopijo določeni geni. Posledica je sprememba v nadzoru izražanja genov. Hujša kot je poškodba, bolj primitivne naj bi postale celice.

Za zdaj kaže, da na celice STAP močno delujejo signali iz okolja. Da jih bomo lahko uporabili pri zdravljenju, bo mogoče dovolj že to, da jih bomo vbrizgali na mesto poškodbe, kjer se bodo razvile v manjkajoče oziroma poškodovane celice.

Dr. Mojca Jež, univ. dipl. bioteh.