https://frosthead.com

Ασθενής? Απλά προσθέστε κελιά

Εδώ είναι μείζονες ειδήσεις αυτές τις μέρες, για όσους από εμάς τίναμε στην άκρη του θανάτου, οι μνήμες μας εξασθενίζουν και τα ζωτικά μας όργανα σφύριζαν. Τώρα φαίνεται ότι τα πράγματα δεν πρέπει να είναι έτσι. Όλη τη ζωή μας έχουμε ειπωθεί, για παράδειγμα, ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος δεν μπορεί να αναγεννήσει τους χαμένους νευρώνες: είναι πραγματικά κατηφορικός σε όλη τη διαδρομή. Στα τέλη του περασμένου έτους, όμως, οι ερευνητές που διαπίστωσαν ότι δεν έχουν πει ότι οι εγκέφαλοι, τουλάχιστον υπό ορισμένες συνθήκες, αναπτύσσουν νέα κύτταρα. Όχι μόνο αυτό, αλλά η μέρα μπορεί να έρχεται όταν θα είμαστε σε θέση να έχουμε νέους νευρώνες που εγχέονται στο μυαλό μας.

Νοέμβριος του περασμένου έτους έφερε την εκπληκτική είδηση ​​ότι οι ομάδες επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin στο Madison και η Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη είχαν κατορθώσει να αναπτύσσουν κύτταρα ανθρώπινου εμβρυϊκού στελέχους (ES) στα εργαστήριά τους. Αυτά είναι κύτταρα που συνήθως σχηματίζονται νωρίς στην ανάπτυξη ενός εμβρύου και έχουν τη δυνατότητα να γίνουν κάθε είδους κύτταρα, αλλά δεν έχουν αρχίσει να διαφοροποιούν. Περισσότερα για το πώς λειτουργούν σε ένα λεπτό, αλλά προς το παρόν τα νέα είναι ότι οι δυνατότητες που αντιπροσωπεύουν είναι εκπληκτικές. Οι ερευνητές αναμένουν κάποια μέρα να πάρουν μερικά από αυτά τα βλαστοκύτταρα και να τα αναπτύξουν σε κύτταρα των καρδιακών μυών και έπειτα να ενεθούν αυτά τα κύτταρα απευθείας στις καρδιές ασθενών των οποίων η καρδιακή λειτουργία έχει εξασθενήσει από καρδιακές προσβολές. Η συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια μπορεί να γίνει αναστρέψιμη κατάσταση. Ή πιθανώς, βλαστικά κύτταρα θα μπορούσαν να προκληθούν για να γίνουν παγκρεατικά κύτταρα νησίδων, κατασκευάζοντας περισσότερη ινσουλίνη σε ασθενείς που είχαν διαβητικό ως αποτέλεσμα κυτταρικής βλάβης.

Οποιαδήποτε έρευνα σε ανθρώπινα έμβρυα θέτει εκτός λειτουργίας τους συναγερμούς. Η συστάδα των κυττάρων που συλλέγονται για να αποκτήσουν βλαστοκύτταρα λίγες μέρες είναι δυνητικοί πρόδρομοι των ανθρώπων. Για μερικούς, κάθε εργασία που τους εμποδίζει να γίνει κάτι τέτοιο είναι δολοφονία είτε, όπως δήλωσε η εκπρόσωπος μιας ομάδας, «γίνεται στην μήτρα ή σε ένα πιάτο Petri». Ο ισχύων ομοσπονδιακός νόμος που απαγορεύει τη χρήση ομοσπονδιακών χρημάτων για την έρευνα σε ανθρώπινα έμβρυα επαναδιατυπώθηκε μόλις τον περασμένο Οκτώβριο στο λογαριασμό των πιστώσεων.

Ο Πρόεδρος Κλίντον έλαβε γνώση όταν μια μικρή εταιρεία στη Μασαχουσέτη ισχυρίστηκε ότι θα μπορούσε να αναγκάσει τα ανθρώπινα κύτταρα να επιστρέψουν στην αδιαφοροποίητη εμβρυϊκή κατάσταση με τη σύντηξή τους με αυγά αγελάδων, των οποίων οι πυρήνες έχουν αφαιρεθεί, για την παραγωγή υβριδικών κυττάρων. Ζήτησε από την Εθνική Συμβουλευτική Επιτροπή Βιοηθικής να εξετάσει τις συνέπειες και να του αναφέρει "το συντομότερο δυνατό". Και πρόσφατα έλαβαν χώρα ακροάσεις της Γερουσίας για να εξετάσουν τα ηθικά ζητήματα.

Όταν γονιμοποιείται ένα ανθρώπινο ωάριο, αρχίζει να πολλαπλασιάζεται. Μετά από περίπου πέντε ημέρες, έχει γίνει μια βλαστοκύστη, μια σφαίρα γεμάτη με ρευστά που αποτελείται από κύτταρα που θα γίνουν ο πλακούντας και 15 έως 20 κύτταρα που προσκολλώνται μαζί και στο εσωτερικό του τοιχώματος βλαστοκύστεων που θα γίνει το έμβρυο. Αυτά τα εσωτερικά κύτταρα θα δημιουργήσουν εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα, το καθένα ταυτόσημα με τα άλλα, και το καθένα θα είναι ικανό να γίνει οποιοδήποτε κύτταρο στο ανθρώπινο σώμα. Ένας από τους στόχους της κυτταρικής βιολογίας είναι να μάθετε πώς κάθε κύτταρο "αποφασίζει" τι να γίνει - τι είναι αυτό που προκαλεί το ένα να γίνει κύτταρο ήπατος ενώ άλλο γίνεται οστό.

Αυτό που έχουν κάνει οι ομάδες Wisconsin και Johns Hopkins είναι η ανάπτυξη εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων σε ένα ειδικό μέσο που τους εμποδίζει να ειδικεύονται. Αυξάνονται έτσι, θα μεγαλώνουν και θα διαιρούνται για πάντα. Όταν τα κύτταρα μεταφέρονται σε θρεπτικό λουτρό που τους επιτρέπει να διαφοροποιούνται, το κάνουν. Μέχρι τώρα οι επιστήμονες δεν μπορούν να υπαγορεύσουν τι θα γίνουν τα κύτταρα. Μπορούν μόνο να τα διαχωρίσουν παθητικά με τη λειτουργία τους αφού διαφοροποιηθούν: τελικά, εκείνοι που έχουν γίνει καρδιακά κύτταρα σε αυτό το πιάτο καλλιέργειας, ας πούμε, ή τα ηπατικά κύτταρα σε αυτό. (Η διαφοροποίηση αυτών των ES κυττάρων σε νευρώνες έχει ήδη τεκμηριωθεί.) Ελπίζουν, ωστόσο, να είναι σε θέση στο μη-πολύ μακρινό μέλλον να κατευθύνουν τη διαδικασία, να κάνουν τα κύτταρα να μετατρέπονται σε ό, τι θέλουν. Την ίδια στιγμή θα τροποποιούσαν γενετικά τα κύτταρα για να αποτρέψουν την απόρριψη από το σώμα. Τέλος, απλώς έβαλαν τα νέα κύτταρα στο όργανο που τα έχει ανάγκη.

Ο όμιλος Wisconsin, με επικεφαλής τον James A. Thomson, δημοσίευσε το έργο του στο τεύχος Νοεμβρίου του Science. Ο όμιλος Johns Hopkins, με επικεφαλής τον John Gearhart, ακολούθησε τέσσερις ημέρες αργότερα στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών . Σε μια ασυνήθιστη συστροφή, ο Gearhart προσέφερε μια εκτίμηση του έργου της Thomson στο ίδιο θέμα της Επιστήμης στο οποίο εμφανίστηκε το χαρτί της Thomson. Η "έρευνα και το κλινικό δυναμικό των ανθρώπινων κυττάρων ES είναι τεράστια", γράφει. Θα χρησιμοποιηθούν για μελέτες της φυσιολογικής και μη φυσιολογικής εξέλιξης των ανθρώπινων εμβρύων (γενετικές ανωμαλίες), για τη δοκιμή νέων φαρμάκων και ειδικότερα "ως ανανεώσιμη πηγή κυττάρων για μεταμόσχευση ιστών, αντικατάσταση κυττάρων και γονιδιακές θεραπείες".

Ο Gearhart ολοκληρώνει τη συζήτησή του επισημαίνοντας τα νομικά προβλήματα που εμπλέκονται σε μια τέτοια έρευνα. Και οι ομάδες Thomson και Gearhart λειτούργησαν σε εργαστήρια εντελώς ξεχωριστά από τα κανονικά εργαστήρια τους, όπου και κανένας καλώδιο προέκτασης δεν είχε αγοραστεί με ομοσπονδιακό χρήμα. Η Thomson χρησιμοποίησε βλαστοκύστες που παρέμειναν από γονικές in vitro γονιμοποιήσεις που θα είχαν απορριφθεί. Οι δότες των βλαστοκυττάρων έδωσαν άδεια για να χρησιμοποιηθούν στην έρευνα. Το Gearhart καλλιέργησε ανθρώπινα ES κύτταρα από αρχέγονα γεννητικά κύτταρα (αδιαφοροποίητα κύτταρα που θα είχαν γίνει ωάρια ή κύτταρα σπερματοζωαρίων) που είχε απομακρύνει από τα αποβιωμένα έμβρυα. Η χρηματοδοτούμενη από την ομοσπονδιακή κυβέρνηση έρευνα για τον εμβρυϊκό ιστό είναι νόμιμη, αλλά και ο Gearhart αποφεύγει να χρησιμοποιεί ομοσπονδιακά κεφάλαια. Αντ 'αυτού, τα χρήματα για την έρευνα διατέθηκαν σε μεγάλο βαθμό από την Geron Corporation στο Menlo Park, Καλιφόρνια, μια βιοτεχνολογική εταιρεία που ειδικεύεται στην έρευνα αντιγήρανσης. Σε αντάλλαγμα, η εταιρεία λαμβάνει ουσιαστικά αποκλειστικές άδειες χρήσης των τεχνολογιών.

Ο Thomas B. Okarma, αντιπρόεδρος της έρευνας στο Geron, δήλωσε ότι η εταιρεία του θεωρεί τα κελιά ως διαφορετικά από τα άλλα ως "ηθική αρχή". Αλλά, προσθέτει, επειδή οι βλαστοκύστες θα είχαν απορριφθεί, πιστεύει ότι είναι δικαιολογημένο να τις χρησιμοποιήσουν για να αναπτύξουν θεραπείες σωτηρίας.

Οι δυνατότητες των εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων αντιπροσωπεύουν ένα τεράστιο άλμα για την επιστήμη και την ιατρική. Οι ειδήσεις είναι περισσότερο από αρκετό για οποιαδήποτε μέρα, εβδομάδα, μήνα ή χρόνο. Ωστόσο, υπάρχουν περισσότερα - τόσο ασυνήθιστες δυνατότητες που διστάζω να τους αναφέρω. Εν συντομία, έχουν να κάνουν με την κυτταρική αθανασία. Η ιδέα είναι κάτι τέτοιο. Τα άκρα των χρωμοσωμάτων είναι τμήματα του DNA που ονομάζονται τελομερή. Παίρνουν λίγο μικρότερη κάθε φορά που μια κυψέλη διαιρείται μέχρι τελικά να χτυπήσει ένα κρίσιμο μήκος που σηματοδοτεί την κυψέλη να σταματήσει να χωρίζει.

Τον Ιανουάριο του 1998, οι βιολόγοι του Geron ανέφεραν ότι ένα ένζυμο που ονομάζεται τελομεράση μπορεί να κρατήσει τα τελομερή από συρρίκνωση, επιτρέποντας στα κύτταρα να ζουν και να διαιρούνται επ 'αόριστον. (Κάτι τέτοιο είναι προφανώς αυτό που συμβαίνει με τα καρκινικά κύτταρα.) Η τελομεράση είναι ενεργή σε εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα, τα οποία όπως προαναφέρθηκε μπορούν να ζουν και να διαιρούνται για πάντα. Όταν αυτά τα κύτταρα αρχίζουν να διαφοροποιούνται σε συγκεκριμένα κύτταρα για συγκεκριμένα όργανα, η τελομεράση εξαφανίζεται. Η εταιρεία προσπαθεί να βρει τρόπους για να την επανεμφανιστεί, ώστε να λειτουργήσει ενάντια στην επιδείνωση που σχετίζεται με τη γήρανση. Αναζητά επίσης τρόπους για την παρεμπόδιση της τελομεράσης στη θεραπεία του καρκίνου. (Ένα ακόμα κομμάτι του παζλ εμφανίστηκε το Νοέμβριο, όταν οι επιστήμονες στο πανεπιστήμιο Rockefeller ανακοίνωσαν ότι ένα ένζυμο που ονομάζεται tankyrase φαίνεται να ελέγχει τη λειτουργία της τελομεράσης).

Σύμφωνα με τους επιστήμονες του Geron, μπορεί να είναι δυνατό να χειραγωγηθούν τα ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα έτσι ώστε να διατηρήσουν την ικανότητα να διαιρούνται επ 'αόριστον ακόμα και όταν μετατρέπονται σε εξειδικευμένα κύτταρα όλων των οργάνων του σώματος. Για να το θέσουμε με άλλο τρόπο, μπορεί όχι μόνο να είναι δυνατή η έγχυση μιας καρδιάς που αποτυγχάνει με νέα καρδιακά κύτταρα, αλλά να γίνει με αθάνατα καρδιακά κύτταρα. Αυτό είναι το είδος του πράγματος που είναι καλύτερο να σκεφτούμε για λίγα λεπτά κάθε φορά, ειδικά με νευρώνες που είναι ήδη άθλια.

Από τον John P. Wiley, νεώτερος

Ασθενής? Απλά προσθέστε κελιά