Kožní buňky transformovány přímo do neuronů

Jeden malý krok pro kožní buňky může znamenat jeden velký skok pro regenerativní medicínu. Vědci poprvé převedli dospělé buňky přímo do neuronů.

Jestliže technika, provedená na myších buňkách, pracuje pro lidské buňky, může toto provedení obejít nutnost vrátit pacientovy buňky do zárodečného stavu před vytvořením těch druhů buněk potřebných k odstranění škod v důsledku nemoci nebo úrazu.

Výzkumní pracovníci na Stanfordově univerzitě přeměnili kožní fibroblasty z myší na pracující neurony a to vložením genů, které kódují transkripční faktory. Transkripční faktory jsou proteiny, které pomáhají regulovat činnost genu obvykle spuštěním genů. K převedení kožních buněk do neuronů je potřeba doplnit pouze tři geny k řídícím proteinům, zveřejnil tým 27.ledna v Nature. Tři transkripční faktory, tzv. Ascl1, Brn2 a Myt1l, se obvykle objevují mezitím, co se rodí nové neurony.

Vědci se dříve domnívali, že tento typ flexibility vyžadoval, aby se buňky vracely několik kroků zpět ve svém vývoji a staly se tak pluripotentními kmenovými buňkami, které jsou schopny přijmout téměř jakoukoli identitu. Obě embryonální kmenové buňky a další pluripotentní kmenové buňky, které jsou vytvořeny v laboratoři, mají tyto schopnosti. Nová technika úplně přeskočila etapu kmenových buněk převáděním jednoho typu buňky přímo do druhé.

„Je pozoruhodné, že můžete přeskočit tolik kopců najednou s jen třemi transkripčními faktory, a tak rychle a efektivně," říká Marius Wernig, biolog kmenových buněk, který vedl novou studii. „Z toho jsem se opravdu posadil na zadek."

„Možná přeměna kožních buněk do neuronů by neměla být takovým překvapením," říká Darwin Prockop, biolog kmenových buněk na Texas A&M Health Science Center College of Medicine v Temple.

„Ujasnili jsme si naše nározy, na co jsou buňky, až příliš pozdě" říká. „Nepřemýšleli jsme dostatečně o tvárnosti buněk."

Většina indukovaných neuronů (název pro transformaci kožních buněk) patřila ke společné skupině mozkových buněk s mnoha funkcemi. Tyto neurony produkují glutamát, důležitý chemický posel v mozku, který vzruší další nervové buňky. Další transkripční faktory mohou být zapotřebí k tomu, aby se vytvořili jiné druhy neuronů, dodáva Wernig.

Indukované neurony reagovaly stejně jako normální neurony. Tým ukázal, že komunikovaly s ostatními neurony v laboratorní misce a vytvářely normální proteiny. Ale vědci ještě stále neví, zda DNA buňky nesou běžná chemická označení, známé jako epigenetické značky, které obvykle pomáhají zabránit buňkám změnit místa, kde pracují. Pokud dojde ke změně, mohou tyto značky někdy vést k rakovině.

"Věřím, že pokud naleznete ty správné transkripční faktory, můžete proměnit všechno na cokoli," říká Wernig. Vyhlídky pro vytváření mnoha druhů buněk v laboratoři jsou vzrušující, protože by mohly mít široké použití - od transplantace po testování drog. Ačkoli říká, "Je to vlastně trochu děsivé si myslet, že je to tak snadné proměnit kožní buňky na neurony, protože to není něco, co se má stát ve vašem těle."

Ale jiní vědci jsou naopak nadšeni vyhlídkou těchto přeměn probíhajících v organismu. „Pokud se jedná o přirozeně se vyskytující vylepšený mechanismus, který by mohl být vzrušující," říká Paul Sanberg, neurolog z University of South Florida College of Medicine. Pokud takové přeměny probíhají přirozeně, mohou být vědci schopni vymyslet způsoby, jak by se tělo léčilo samo a vyloučit tak potřebu transplantace.

Poněvadž vědci musí geneticky zkonstruovat kožní buňky k vytvoření transkripčních faktorů, nebude moci v dohledné době technologie pravděpodobně produkovat buňky pro transplantaci, oznámil Sanberg. „Jakmile to vložíte do genu, je poté trochu obtížnější to vůbec klinicky používat," říká. Vkládání genů může např. způsobit rakovinu, podporovat mutace, takže vědci zřejmě musí vyvinout alternativní přístupy, které by spustily stejné transkripční faktory chemicky místo geneticky.

Typ indukovaných buněk, který skupina vyvinula, může být stále užitečný jako modely pro choroby a může být použit pro testování nových léků, navrhuje Sanberg.

Autor: Dina Velichová

Zdroj:
http://sciencenews.org/view/generic/id/55895/description/Skin_cells_transformed_directly_into_neurons