Shkencëtarët fshijnë plotësisht kujtesën e një qelize përpara se ta kthejnë atë në një qelizë burimore

Shkencëtarët tashmë kanë mënyrat e tyre për të nxitur qelizat njerëzore në forma të reja, duke përdorur një përzierje të veçantë kimikatesh për të shtyrë qelizat e përulura të lëkurës në inde të lakueshme të njohura si qeliza burimore pluripotente të induktuara .

Pavarësisht nga kjo fuqi e re e jetës, këto qeliza të veçanta ruajnë ende disa kujtime gjenetike të kohës së tyre si një ind plotësisht i zhvilluar, duke ndikuar në përdorimin e tyre si një fletë bosh.

Tani një ekip ndërkombëtar studiuesish e ka bërë një më të mirë: gjetjen e një mënyre të re për të pastruar kujtesën e një qelize në mënyrë që të mund të riprogramohet më mirë si një qelizë staminale .

E gjithë kjo mund të tingëllojë si një magji molekulare, por qelizat staminale pluripotente të induktuara ( iPSCs ) siç njihen janë përdorur në kërkimet mjekësore për të modeluar sëmundjet dhe për të zhvilluar terapi që nga viti 2006.

Zbulimi i tyre, nga një palë shkencëtarësh japonezë, hapi një sferë të re të mjekësisë rigjeneruese , ku qelizat staminale të ngjashme me embrionin mund të projektoheshin nga qelizat e zakonshme të të rriturve të njeriut duke përdorur një sërë faktorësh riprogramimi.

Premtimi i iPSC-ve është i jashtëzakonshëm : për shkak se ato mund të përhapen pafundësisht dhe të krijojnë çdo lloj qelize tjetër në trup, iPSC-të nuk janë vetëm mjete tepër të dobishme për studimin e sëmundjeve. Ato gjithashtu po formohen si një gur themeli drejt terapive të individualizuara me bazë qelizash , të cilat mund të zëvendësojnë indet e dëmtuara ose të sëmura.

Në laborator, shkencëtarët kanë përdorur iPSC për të rritur indet e zemrës që rrahin si qeliza të vërteta kardiake dhe inxhinierë mini kopje të organeve , të quajtura organoidë.

iPSC-të na kanë dhënë gjithashtu një pamje të pashembullt në bazat e ndarjes së qelizave dhe sëmundjeve neurodegjenerative si Alzheimer dhe sëmundja e neuroneve motorike .

Por procesi i modelimit të iPSC-ve nuk është i përsosur: disa qeliza ruajnë modifikimet epigjenetike të aplikuara në ADN-në e tyre në gjendjen e tyre të diferencuar, ose madje pësojnë ndryshime spontane në këto ‘kujtime’ epigjenetike që mund të ndikojnë në sjelljen e qelizës.

“Kjo mund të krijojë dallime funksionale midis qelizave iPS dhe qelizave burimore embrionale që supozohet të imitojnë, dhe qelizave të specializuara që rrjedhin më pas prej tyre, gjë që kufizon përdorimin e tyre,” shpjegon autori i studimit Ryan Lister, një biolog gjenomi në Universitetin e Perëndimit. Australia.

Kështu që Lister dhe kolegët e tij u përpoqën të kuptonin kur ato anomali shfaqen gjatë riprogramimit të qelizave dhe të kuptonin se si ato dhe shenjat e tjera të zgjatura mund të shmangeshin ose fshiheshin.

Ekipi profilizoi shprehjen e gjeneve ndërsa qelizat lëviznin përmes procesit të riprogramimit, për të ditur se cilat gjene ishin ndezur dhe kur.

Pjesa më e madhe e ADN-së së një qelize është mbështjellë rreth proteinave të mëdha të quajtura histone , duke mbrojtur ato seksione nga makineritë qelizore, detyra e të cilave është të dekodojë gjenet në proteina.

Në varësi të vendndodhjes së histoneve, një qelizë mund të mos reagojë ndaj shenjave kimike me të cilat shkencëtarët i përdorin ato, në të cilin rast ata mbajnë një kujtesë epigjenetike përmes procesit të riprogramimit.

Metoda e re, e quajtur riprogramimi i trajtimit kalimtar-naiv (TNT), imiton rivendosjen e epigjenomit të një qelize që ndodh në zhvillimin shumë të hershëm embrional, përpara dhe pasi një embrion të implantohet në murin e mitrës.

Në një seri eksperimentesh qelizore, studiuesit treguan se riprogramimi i TNT “fshin në mënyrë efektive kujtesën epigjenetike”, veçanërisht në rajone të mbushura dendur të ADN-së – por pa fshirë informacione të tjera të rëndësishme të ngulitura në gjenom .

Si rezultat, qelizat e riprogramuara u ngjanin më mirë qelizave staminale të ngjashme me embrionet në funksionin e tyre dhe në nivel molekular.

“Ne parashikojmë që riprogramimi i TNT do të krijojë një pikë referimi të re për terapitë e qelizave dhe kërkimin biomjekësor dhe do të avancojë ndjeshëm përparimin e tyre”, thotë Lister.

“Ai zgjidh problemet që lidhen me qelizat iPS të gjeneruara në mënyrë konvencionale, të cilat nëse nuk adresohen, mund të kenë pasoja të rënda të dëmshme për terapitë qelizore në afat të gjatë,” shton Jia Tan, autore e studimit dhe biologe qelizore në Universitetin Monash në Melburn.