Jednym z podstawowych założeń medycyny regeneracyjnej jest fakt, że komórki macierzyste da się uzyskać także z dorosłych komórek (somatycznych) “cofając” je w rozwoju. Mowa o indukowanych pluripotencjalnych komórkach macierzystych (iPSC), które zostały odkryte w 2006 r. i są często wykorzystywane w wielu pionierskich terapiach. Do ich wytworzenia nie trzeba zarodka, więc tego typu zabiegi nie są wątpliwe etycznie.
Badania przeprowadzone przez australijskich uczonych idą krok dalej, bo dotyczą tzw. komórek macierzystych hemopoezy (hemocytoblastów) – HSC, czyli rodzaju komórek macierzystych, który daje pochodzenie prekursorom komórek krwi i układu odpornościowego – mieloidalnym komórkom progenitorowym i limfoidalnym komórkom progenitorowym. HSC można wytworzyć także w warunkach laboratoryjnych, co opisano w czasopiśmie Cell Reports.
Zespół naukowców z UNSW School of Biomedical Engineering pokazał, jak mechaniczny substytut serca embrionu doprowadził do wytworzenia ludzkich HSC. To wielkie osiągnięcie medycyny regeneracyjnej – kolejna granica została przekroczona!
Święty Graal hematologii
Zespół kierowany przez dr Jingjing Li opisał, jak system mikroprzepływowy o wymiarach 3 x 3 cm pompował komórki macierzyste hemopoezy (HSC) wyprodukowane z linii embrionalnych komórek macierzystych, naśladując bijące serce embrionu i warunki mikrokrążenia. To wielka chwila dla medycyny regeneracyjnej, gdyż do tej pory nikomu nie udało się wytworzyć HSC w warunkach laboratoryjnych.
Dr Jingjing Li mówi:
Część problemu polega na tym, że wciąż nie rozumiemy w pełni wszystkich procesów zachodzących w mikrośrodowisku podczas rozwoju embrionalnego, które prowadzą do powstania komórek macierzystych krwi około 32. dnia. Zbudowaliśmy więc urządzenie naśladujące bicie serca i krążenie krwi oraz system wstrząsania orbitalnego, który powoduje naprężenie ścinające lub tarcie komórek krwi, gdy poruszają się przez urządzenie lub wokół w naczyniu.
Naukowcy byli w stanie zobaczyć hematopoezę (proces różnicowania HSC w konkretne składniki krwi) jak na dłoni – odtworzony w warunkach laboratoryjnych. Nigdy wcześniej nie było to możliwe.
Profesor Robert Nordon z UNSW School of Biomedical Engineering dodaje:
Komórki macierzyste hemopoezy, kiedy powstają w zarodku, tworzą się w ścianie głównego naczynia zwanego aortą. W zasadzie wyskakują z tej aorty i trafiają do krążenia, a następnie do wątroby i tworzą to, co nazywa się ostateczną hematopoezą, czyli ostatecznym tworzeniem krwi. Uzyskanie aorty do formowania, a następnie komórki rzeczywiście wyłaniające się z tej aorty do krążenia, to kluczowy krok wymagany do generowania tych komórek. Pokazaliśmy, że możemy wytworzyć komórkę, która może przekształcić się we wszystkie typy komórek krwi. Pokazaliśmy również, że jest ona bardzo blisko spokrewniona z komórkami wyściełającymi aortę – wiemy więc, że jej pochodzenie jest prawidłowe – i że się dzieli.
Na razie jest za wcześnie na ekscytację. Naukowcy nie wiedzą, jak bardzo powtarzalne są warunki, które udało się im stworzyć. Może to być krok w stronę rozwiązania problemu niewystarczającej liczby dawców komórek macierzystych krwi, a nawet całych organów. Produkcja komórek hemopoezy z iPSC danego pacjenta rozwiązałaby liczne problemy – oby tylko okazała się technicznie osiągalna.