U svom novom istraživanju tim sa Instituta Gledstoun u San Francisku predstavlja upotrebu CRISPR tehnologije u stvaranju matičnih ćelija od ćelija kože
Tekst: Katarina Stekić
Pre više od jedne decenije počinju da se javljaju revolucionarna otkrića u oblasti stem ćelija, čiji je značaj prepoznat još osamdesetih godina. Šinja Jamanaka i Džon Gerdon dobijaju Nobelovu nagradu za medicinu 2012. godine povodom opisa mehanizma za reprogamiranje telesnih ćelija u matične ćelije. U januaru ove godine izlazi novo istraživanje tima sa Instituta Gledstoun u San Francisku koje prikazuje novi veliki korak u ovom polju – upotrebu CRISPR tehnologije u stvaranju matičnih ćelija od ćelija kože.
Indukovane pluripotentne matične ćelije (iPS cells) dovele su do revolucije u medicini iz više razloga, među kojima je najvažnija mogućnost transformacije bilo koje ćelije u matičnu ćeliju, koja se dalje može diferencirati u bilo koju drugu ćeliju. Ovim postupkom razvija se potpuno nova vrsta personalizovane medicine koja bi se zasnivala na samodonorstvu. Na ovaj način bi kožna ćelija jedne osobe mogla da se u laboratoriji genetski izmeni u, na primer, ćelije jetre koje bi poticale od genetskog materijala iste te osobe. Lečenje raka jetre kod ove osobe bi ovim putem bilo značajno olakšano, s obzirom na to da su potencijalne imunološke reakcije organizma skoro potpuno onemogućene.
Od najpre otkrivena četiri gena (Oct3/4, Sox2, Klf4 i c-Myc) koji funkcionišu kao transkripcioni faktori zaslužni za diferenciranje stem ćelija u druge ćelije Šeng Ding i njegov tim sa Gledstouna naciljali su dva najznačajnija – Sox2 i Oct4. Njihova ideja bila je da ispitaju da li pomoću CRISPR tehnologije mogu da pokrenu ove gene koji bi dalje vodili reprogamiranje diferenciranih ćelija u iPS ćelije.
CRISPR je u ovom slučaju istraživačima poslužio kao prenosnik informacija, obaveštavajući gene kada treba da ce aktiviraju. Ding i saradnici dobili su neočekivano jak odgovor na osnovu minimalne aktivacije. Pokretanje samo jednog genskog lokusa dovelo je do propagiranog širenja aktivacije i reprogramiranja ostalih ćelija velikom brzinom. Ovo je značajno velika razlika u odnosu na aktivaciju preko transkripcionih faktora, gde je neophodna sinhronizacija sva četiri pomenuta gena pomoću određenih proteina da bi se pokrenuo proces remodelovanja. Pokretanje ovog procesa direktnom manipulacijom ćelijskog genoma u ovom istraživanju pokazalo se kao efikasniji i brži metod za indukovanje matičnih ćelija.
Dinga i saradnike iznenadio je ovako sveobuhvatan proces aktivacije i rezultat da je manipulacija samo jednog gena dovoljna da pokrene istu aktivnost na hiljadama različitih lokusa u genomu. Plan za dalje istraživanje zbog toga ide upravo u pravcu pokušaja razumevanja ove šireće aktivacije.
Pored personalizovane terapije, istraživanja iPS ćelija idu i ka pronalaženju imunološki neutralnih terapija koje bi se mogle primeniti na široj populaciji. Važan faktor u ovom procesu je kontrola kvaliteta produkovanih iPS ćelija putem Evrpske banke indukovanih pluripotentnih ćelija, osnovane sa ciljem da pruži veliku zajedničku bazu podataka i pomagala za istraživače u ovoj oblasti.