„Ez a munka – amelyről a PLoS szakfolyóiratban jelent meg beszámoló – annak a folyamatos erőfeszítésnek a második fejezete, amely arra irányul, hogy hatékonyan és konzisztensen konvertáljanak érett vérsejteket őssejtekké, mely őssejteket főként klinikai és kutatási célú felhasználásra szánnak a humán embrionális őssejtek helyett.” – mondja Dr. Elias Zambidis, az ICE és a Rákközpont onkológiai és gyermekgyógyászati segédprofesszora.
„Ha egy felnőtt emberből biopszia útján sejtet nyerünk és azt visszakonvertáljuk abba az állapotba, amilyen akkor volt, amikor a személy még csak egy 6 napos embrió fejlődési stádiumában létezett, az annak a megértése útján, hogy a sejtek hogyan öregszenek és mi történik, amikor a dolgok elromlanak, mint pl. a rák kifejlődése esetén, a biológián belül egy teljesen új előrelépést jelent.” – mondja Dr. Zambidis.
Dr. Zambidis elmondja, hogy a kutatás első fejezetéről a múlt tavasszal jelent meg publikáció a „PLoS One” c. szakfolyóiratban, amelyben ő és munkatársai részletesen beszámoltak az érett vérsejtek szívsejtekké történő transzformálása ezen sikeres módszerének a használatáról. A legutolsó kísérletek alapján Dr. Zambidis és munkatársai most leírják azokat a módszereket, amelyek segítségével az érett vérsejteket abba az irányba tudják terelni, hogy ún. „indukált pluripotens őssejtek”-ké (IPSCs) váljanak – jelentése: embrió-szerű állapotba reprogramozott érett sejtek - és mindezt példátlan hatékonysággal.
Ebben az értelemben a reprogramozás a felnőtt sejtek specifikus génjei erőltetett expressziójának (génkifejeződés) az előidézését jelenti. Az IPSCs sejtek a pluripotens őssejtek egy olyan típusai, amelyek egy nem pluripotens sejtből, tipikusan felnőtt szomatikus sejtből származnak mesterséges úton – reprogramozás útján.
Dr. Zambidis szerint a kutatói teamjének sikerült az IPSCs sejtek létrehozásának a szuper hatékony és vírusmentes módszerét kifejleszteni és ezzel túljutni azon, hogy a tudósok számára eddig perzisztens (állandó) nehézséget jelentett a laboratóriumokban az ezekkel a sejtekkel végzett munka. Általában a vérsejtek százaiból mindössze egy vagy kettő fordítható át IPSCs sejtekké. Dr. Zambidis új módszerének a használatával a vérsejtek 50-60 %-át lehet IPSCs sejtekké konstruálni.
Dr. Zambidis kutatói teamje vírusok felhasználása során is megtalálta annak a módját, hogy hogyan konvertálják a sejteket őssejt állapotba. A tudósok hagyományosan vírusokat használnak ahhoz, hogy a gének egy csomóját a sejtekbe szállítsák, így indítva be azt a folyamatot, amely a sejteket az egyik típusról (pl. bőr- vagy vérsejt) visszakonvertálja az őssejt állapotba.
Az így használt vírusok azonban megváltoztathatják a géneket (mutáns gének) és az újonnan átalakított sejtekben elindíthatják a rákos folyamatot. A gének vírus nélküli bejuttatásához Dr. Zambidis kutatói teamje plazmidokat (szeparált DNS molekula), olyan DNS gyűrűket használ, amelyek rövid időn belül replikálják önmagukat a sejteken belül, majd lebomlanak. A vérsejtek esetében egy olyan új módszert is alkalmaztak, melynek során a természetes csontvelő környezetükkel stimulálták őket.
Az új kutatáshoz a Johns Hopkins kutatói teamje köldökzsinór vérsejteket használt, amelyeket növekedési faktorokkal kezeltek és plazmidok használatával juttattak be négy gént a vérsejtekbe. Ezt követően elektromos pulzusokkal ingerelték a sejteket, ezáltal apró lyukakat vágtak a felszínükön, melyeken keresztül a plazmidok a sejtek belsejébe csúszhattak.
Amikor a plazmidok már bejutottak a sejtekbe, akkor „rábírják” a sejteket egy jóval primitívebb sejtállapotba való visszatérésre. A tudós csapat a következő lépésként a kezelt sejtek némelyikét önmagában egy laboratóriumi tálkában növesztette (tenyésztette), míg másokat sugarakkal kezelt csontvelősejtekkel együtt.
Amikor a tudósok a vérsejt módszerrel növesztett sejteket a haj- és bőrsejtekből növesztett indukált pluripotens őssejtekkel (IPSCs) hasonlították össze, azt állapították meg, hogy a legelsőrendűbb IPSCs sejtek azokból a vér-őssejtekből származnak, amelyeket csupán a négy génnel kezeltek és a csontvelősejtekkel együtt tenyésztettek. Ezek a sejtek 7-14 napon belül alakultak át primitív őssejt állapotba.
A kutatók technikája felnőtt csontvelőből és cirkuláló vérből nyert vérsejtekkel végzett kísérletek során is sikeresnek bizonyult. A jelenleg folyó kutatásokban Dr. Zambidis és munkatársai az újonnan képzett IPSCs sejtek minőségét tesztelik, valamint a más sejtekké való átalakulási képességüket, összehasonlítva azokkal az IPSCs sejtekkel, amelyeket más módszerekkel reprogramoztak.
A vírusmentes IPSCs sejtek „termelésének” hatékony módszerei felgyorsíthatják azokat a kutatásokat, amelyek révén őssejtterápiákat tudnak kifejleszteni, mégpedig szinte minden típusú sejt felhasználásával és a sejtmérnöki fejlesztés és sejtbiológia jóval pontosabb képét biztosíthatják.
