Σε μια εξέλιξη που χαρακτηρίζεται «επαναστατική» από ανεξάρτητους ειδικούς, ερευνητές στην Ιαπωνία αναφέρουν ότι εφηύραν μια νέα, δραστικά απλούστερη συνταγή για την παραγωγή πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων: απλώς εξέθεσαν ενήλικα κύτταρα σε στρες βουτώντας τα σε οξύ.

Η νέα μέθοδος γενετικού επαναπρογραμματισμού των κυττάρων δείχνει τώρα να φέρνει πιο κοντά το όνειρο της αναγεννητικής ιατρικής.

Τα αποτελέσματα της μελέτης παρουσιάζονται σε δύο δημοσιεύσεις στο περιοδικό Nature, διαθέσιμες εδώ και εδώ.

Βλαστικά ονομάζονται τα κύτταρα που μπορούν να διαφοροποιηθούν και να δώσουν μια ποικιλία διαφορετικών ιστών. Τα πιο ευέλικτα από αυτά, τα λεγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, υπάρχουν στα έμβρυα και μπορούν θεωρητικά να δώσουν οποιονδήποτε ιστό.

Μέχρι πριν από λίγα χρόνια, ο μόνος τρόπος να αποκτήσει κανείς πολυδύναμα βλαστοκύτταρα ήταν να τα απομονώσει από έμβρυα στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης. Αυτό άλλαξε το 2006, όταν ιάπωνες ερευνητές κατάφεραν να μετατρέψουν ενήλικα κύτταρα σε βλαστοκύτταρα εισάγοντάς τους επιπλέον γονίδια. Το επίτευγμα τιμήθηκε μάλιστα με το Νόμπελ Ιατρικής-Φυσιολογίας το 2012.

Η μέθοδος όμως προσφέρει μικρή αποτελεσματικότητα, μόλις 1%, και τα κύτταρα που προκύπτουν δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα στον άνθρωπο λόγω των δυνητικών κινδύνων που δημιουργεί η χημική επεξεργασία τους και η εισαγωγή των επιπλέον γονιδίων.

Η νέα συνταγή επαναπρογραμματισμού, την οποία επινόησε η Χαρούκο Ομποκάτα στο Κέντρο Αναπτυξιακής Βιολογίας RIKEN στο Κόμπε της Ιαπωνίας, ήταν τόσο απλή και αποτελεσματική ώστε εξέπληξε ακόμα και την ίδια την ερευνήτρια και άφησε δύσπιστους τους συναδέλφους της.

Η Ομποκάτα καλλιεργούσε ενήλικα κύτταρα ποντικού στο εργαστήριο και παρατήρησε ότι ορισμένα εμφάνιζαν χαρακτηριστικά των βλαστοκυττάρων όταν αναγκάζονταν να στριμωχτούν μέσα σε ένα τριχοειδές σωληνάριο. Αποφάσισε τότε να πειραματιστεί με διάφορους στρεσογόνους παράγοντες, όπως υψηλή θερμοκρασία ή έλλειψη θρεπτικών συστατικών, και αναγνώρισε δύο παράγοντες που αναγκάζουν τα κύτταρα ποντικού να γίνουν πολυδύναμα: όξινο περιβάλλον (δηλαδή χαμηλό pH) και άσκηση πίεσης στα κύτταρα.

Η νέα μέθοδος αυξάνει την απόδοση στο 30%, συγκριτικά με 1% στην προηγούμενη μέθοδο για τεχνητά βλαστοκύτταρα (iPSC).

«Είναι συναρπαστικό. Ποτέ δεν περίμενα ότι το εξωτερικό στρες θα είχε αυτά τα αποτελέσματα» σχολιάζει στο Nature.com ο Γιοσίσι Σάσαι, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

«Επαναστατική» χαρακτήρισε στο BBC τη νέα μέθοδο ο Ντούσκο Ίλιτς, ειδικός του Kings College στο Λονδίνο. Εξίσου ενθουσιασμένος δήλωσε και ο Κρις Μέισον, καθηγητής Αναγεννητικής Ιατρικής στο University College London. Όπως εκτίμησε, αν τα ευρήματα στα ποντίκια ισχύουν και στον άνθρωπο, «η εποχή της εξατομικευμένης ιατρικής θα έχει πια φτάσει».

Θα περάσουν πάντως χρόνια μέχρι να επιχειρήσουν οι ερευνητές την παραγωγή ιστών για μεταμόσχευση -πρώτα θα χρειαστούν μελέτες για την ασφάλεια των παραγόμενων κυττάρων.

Η Δρ Ομποκάτα, εξάλλου, κατέβαλε μεγάλες προσπάθειες για να πείσει τους συναδέλφους της ότι δεν επρόκειτο για λάθος.

Προκειμένου να αποδείξει ότι τα κύτταρα που δημιούργησε ήταν όντως πολυδύναμα, η Ομπακάτα εισήγαγε στα κύτταρα αυτά πράσινες φθορίζουσες χρωστικές και τα μεταταμόσχευσε σε έμβρυα ποντικού: αν τα κύτταρα ήταν πράγματι πολυδύναμα και αναπτύσσονταν σε διάφορες περιοχές του σώματος, ολόκληρο το έμβρυο θα έλαμπε με πράσινο χρώμα.

Τα αποτελέσματα του πειράματος ήταν μέτρια όταν η ερευνήτρια χρησιμοποίησε ως πρώτη ύλη για τα βλαστοκύτταρά της κύτταρα από ενήλικα πειραματόζωα. Όταν όμως χρησιμοποίησε κύτταρα από νεογέννητα ποντίκια, το έμβρυο έγινε καταπράσινο.

Παρόλο όμως που η μέθοδος δεν ήταν ιδιαίτερα αποδοτική στα ενήλικα κύτταρα, η επιτυχία της μελέτης ήταν εντυπωσιακή. Τόσο εντυπωσιακή ώστε το Nature απέρριψε το άρθρο της δύο φορές μέχρι τελικά να δεχθεί να το δημοσιεύσει.

Η Ομπακάτα έχει ήδη επαναπρογραμματίσει μια ποικιλία διαφοροποιημένων κυττάρων, όπως κύτταρα του εγκεφάλου, του ήπατος, του δέρματος και των πνευμόνων -ένδειξη ότι η συνταγή τους δουλεύει στους περισσότερους ιστούς αν όχι όλους.

Εκτός όμως του ότι δείχνει να ανοίγει το δρόμο για την καλλιέργεια οργάνων στο εργαστήριο, η τελευταία μελέτη φαίνεται να λύνει και ένα βιολογικό μυστήριο: διάφορες ερευνητικές ομάδες αναφέρουν περιστασιακά ότι εντοπίζουν πολυδύναμα κύτταρα σε ενήλικα θηλαστικά. Συχνά, όμως, τα ευρήματα δεν είναι δυνατό να αναπαραχθούν.

Η νέα μελέτη υποδεικνύει τώρα ότι ακόμα και οι ενήλικοι οργανισμοί μπορούν να παράγουν βλαστοκύτταρα όταν εκτεθούν σε στρες.

Όπως σχολιάζει η ερευνητική ομάδα, «η παραγωγή αυτών των κυττάρων είναι ο τρόπος με τον οποίο η φύση αντιδρά στους τραυματισμούς».

Και η φυσική αυτή αντίδραση θα μπορούσε ίσως να αξιοποιηθεί από τους γιατρούς του μέλλοντος.

Επιμέλεια: Βαγγέλης Πρατικάκης

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ

Headlines