Genominio reguliavimo centro (CRG) tyrėjai atrado gydymą, kuris pagreitina pelių pluripotentinių kamieninių ląstelių gamybą ir kokybę. Šis atradimas gali pagerinti ligų modeliavimą ir vaistų, turinčių dvi X chromosomas, testavimą; moterys, transseksualūs vyrai arba vyrai, turintys papildomą X chromosomą, sergant Klinefelterio sindromu.
Išvados paskelbtos žurnale Mokslo pažanga.
Tyrimai apima indukuotas pluripotentines kamienines ląsteles (iPSC), kurios gali tapti bet kokio tipo kūno ląstelėmis, todėl jos yra labai universalus ir vertingas mokslinių tyrimų ir medicinos šaltinis. Jie leidžia mokslininkams tirti ligas laboratorijoje ir kurti individualizuotus gydymo būdus. Jie taip pat gali pakeisti pažeistus ar sergančius audinius.
Žmonėms, kuriant indukuotas pluripotentines kamienines ląsteles, reikia perprogramuoti specializuotas suaugusiųjų ląsteles, pvz., odos ląsteles, atgal į pluripotentinę būseną, o tai 2012 m. Japonijos mokslininkė Shinya Yamanaka buvo pripažinta Nobelio premija. Tačiau tokiu būdu sukurti kamienines ląsteles yra sudėtinga užduotis, o tik kelios ląstelės pasiekia tikrą pluripotentinį statusą.
Tyrėjai išsiaiškino, kad pridėjus gama interferoną (IFNγ) į pelių neuroninių pirmtakų ląstelių kultūrą, ląstelių tipą, kuris virsta skirtingų tipų neuronais, sutrumpėjo laikas, per kurį perprogramuojami iPSC, viena diena, taip sutaupoma laiko ir išteklių.
Išvada stebina, nes paprastai žinoma, kad IFNγ padeda organizmui reaguoti į infekcijas, pavyzdžiui, aktyvina imunines ląsteles ir skatina uždegimą reaguojant į viruso buvimą. Tai pirmas kartas, kai įrodyta, kad jis veikia visiškai skirtingame korinio programavimo kontekste.
„Interferonas gama gali padėti ląstelėms reaguoti į virusines infekcijas, atverdamas DNR ir greitai suaktyvindamas genų ekspresiją. Vienas iš galimų paaiškinimų yra tas, kad, atverdamas DNR kaip moliuskas, jis atskleidžia tam tikrus genus, todėl juos lengviau perprogramuoti ir pagreitinti ląstelę paversti kamienine ląstele“, – aiškina dr. Mercedes Barrero, pirmasis tyrimo autorius ir Genominio reguliavimo centro Barselonoje tyrėjas.
Viruso apsauginis baltymas su „X faktoriumi“
Daugelis genetinių sutrikimų yra susiję su X chromosoma. Moterų iPSC, turinčių dvi X chromosomas, tyrimas padeda tyrėjams suprasti šias sąlygas. Moteriškos kamieninės ląstelės taip pat gali būti naudojamos tiriant vaistus, siekiant užtikrinti, kad terapinės molekulės būtų veiksmingos ir saugios skirtingų lyčių asmenims, suprantant, kaip jos sąveikauja su moteriškomis ląstelėmis.
Moterų iPSC taip pat gali būti naudojami kuriant tikslesnius ligų, kurios neproporcingai paveikia moteris, modelius arba galiausiai gali būti naudojami audiniams ir organams auginti transplantacijai, kurie konkrečiai atitinka moterų pacienčių poreikius. Tačiau aukštos kokybės moteriškų kamieninių ląstelių linijų kūrimas buvo istoriškai sudėtingas.
Taip yra todėl, kad suaugusių moterų ląstelėse paprastai viena X chromosoma yra neaktyvi – tai kompensavimo mechanizmas, padedantis išvengti dvigubos abiejų X chromosomų aktyvių genų produktų dozės poveikio. Vyriškos lyties ląstelės, turinčios XY chromosomas, neturi susidoroti su šia problema.
Abiejų X chromosomų aktyvinimas ląstelių perprogramavimo metu paprastai yra aukštos kokybės kamieninių ląstelių požymis. Tai reiškia, kad ląstelė buvo kruopščiai perprogramuota, prarado ankstesnę tapatybę ir įgijo potencialą tapti bet kokio tipo ląstelėmis, iš esmės imituojančias ląsteles ankstyvosiose embriono stadijose.
Tyrėjai išsiaiškino, kad gama interferonas (IFNγ) labai veiksmingai pagreitino X chromosomos reaktyvavimą, pagreitindamas aukštos kokybės iPSC generavimą.
„Pridėjus gama interferoną, X-chromosomų reaktyvacija buvo dvigubai efektyvesnė perprogramavimo pradžioje pelių ląstelėse. Nors gautų iPSC kokybė buvo tokia pati, manome, kad žmogaus kamieninėse ląstelėse ji gali skirtis, o viruso apsauginis baltymas gali būti svarbiu žaidėju gerinant žmogaus moterų kamieninių ląstelių linijų kokybę“, – sako Dr. Bernhard Payer, vyresnysis tyrimo autorius ir Genominio reguliavimo centro Barselonoje tyrėjas.
„Moterims pritaikyta medicina reikalauja aukštos kokybės moteriškų kamieninių ląstelių linijų. Be jų eksperimentinė terapija gali žlugti. Mūsų išvados yra vienas žingsnis į priekį, leidžiantis gaminti aukštos kokybės moteriškus iPSC, kurie yra gyvybiškai svarbūs siekiant užtikrinti, kad būtų žadamas asmeniniams poreikiams pritaikytos medicinos naudos. visi, ne tik keli“, – apibendrina daktaras Payeris.