https://frosthead.com

Aflate în dificultate? Doar adăuga celule

Iată noutăți majore în aceste zile, pentru cei care ne trântim pe marginea geezerhood-ului, amintirile noastre se estompează și organele noastre vitale suierit. Acum se pare că lucrurile nu trebuie să fie așa. Toată viața noastră ni s-a spus, de exemplu, că creierul uman nu poate regenera neuronii pierduți: este într-adevăr în jos până la capăt. Totuși, până la sfârșitul anului trecut, cercetătorii nedeterminați au descoperit că, cel puțin în anumite condiții, creierul crește într-adevăr celule noi. Nu numai asta, dar poate veni ziua în care vom putea să injectăm noi neuroni în creierul nostru.

Noiembrie anul trecut a adus extraordinarul veste că echipele de oameni de știință de la Universitatea din Wisconsin din Madison și Școala de Medicină a Universității Johns Hopkins din Baltimore au reușit să crească celule stem embrionare umane (ES) în laboratoarele lor. Acestea sunt celule, de obicei formate la începutul dezvoltării unui embrion, care au potențialul de a deveni orice fel de celule, dar care încă nu au început să se diferențieze. Mai multe despre cum funcționează într-un minut, dar deocamdată vestea este că posibilitățile pe care le reprezintă sunt uluitoare. Cercetătorii se așteaptă ca într-o zi să ia unele dintre acele celule stem și să le crească în celule ale mușchilor cardiaci, de exemplu, și apoi să injecteze acele celule direct în inimile pacienților a căror funcție cardiacă a fost slăbită de atacuri de cord. Insuficiența cardiacă congestivă ar putea deveni o afecțiune reversibilă. Sau poate fi conceput, celulele stem ar putea fi induse să devină celule ale insulelor pancreatice, producând mai multă insulină pentru pacienții care au fost diabetici ca urmare a afectării celulare.

Orice cercetare a embrionilor umani declanșează alarmele. Clusterul de celule vechi de câteva zile, care sunt luate pentru a obține celulele stem sunt potențiali precursori ai ființelor umane. Pentru unii, orice muncă care îi împiedică să devină așa este omorul dacă, după cum a spus purtătorul de cuvânt al unui grup, „s-a făcut în pântec sau într-o farfurie petri”. Legea federală actuală care interzice utilizarea banilor federali pentru cercetarea embrionilor umani a fost retrasă în octombrie anul trecut în proiectul de credite.

Președintele Clinton a luat cunoștință când o companie mică din Massachusetts a afirmat că ar putea induce celulele umane să revină la starea embrionară nediferențiată prin fuzionarea lor cu ouă de vacă, ale căror nuclee au fost eliminate, pentru a produce celule hibride. El a solicitat Comisiei Naționale de Bioetică să ia în considerare implicațiile și să-i prezinte un raport „cât mai curând posibil”. Și recent au avut loc audieri ale Senatului pentru a examina problemele etice.

Când un ou uman este fertilizat, acesta începe să se înmulțească. După aproximativ cinci zile, a devenit un blastocist, o sferă plină de lichid formată din celule care vor deveni placenta și 15 până la 20 de celule se agață între ele și în interiorul peretelui blastocistului care va deveni embrionul. Aceste celule interioare vor da naștere unor celule stem embrionare, fiecare identică cu celelalte și fiecare capabilă să devină orice fel de celule din corpul uman. Unul dintre obiectivele biologiei celulare este de a afla cum fiecare celulă „decide” ce să devină - ceea ce este ceea ce determină ca una să devină o celulă hepatică, în timp ce alta devine osoasă.

Ceea ce au făcut grupurile Wisconsin și Johns Hopkins este să crească celule stem embrionare într-un mediu special care să le împiedice să se specializeze. Crescute în acest fel, vor crește și se vor împărți pentru totdeauna. Când celulele sunt transferate într-o baie de nutrienți care le permite să se diferențieze, fac acest lucru. Până acum, oamenii de știință nu pot dicta ce vor deveni celulele. Acestea le pot separa pasiv doar după funcția lor, după ce s-au diferențiat: în cele din urmă, cele care au devenit celule cardiace în acest vas de cultură, să zicem, sau celule hepatice în acea. (Diferenția acestor celule ES în neuroni a fost deja documentată.) Ei speră, totuși, să poată direcționa procesul în viitorul nu prea îndepărtat, să facă ca celulele să se transforme în orice își doresc. În același timp, acestea ar modifica genetic celulele pentru a preveni respingerea de către organism. În cele din urmă, ele ar injecta pur și simplu noile celule în organul care are nevoie de ele.

Grupul Wisconsin, condus de James A. Thomson, și-a publicat lucrările în numărul de științe din 6 noiembrie . Grupul Johns Hopkins, condus de John Gearhart, a urmat patru zile mai târziu în Proceedings of the National Academy of Sciences . Într-o răsucire neobișnuită, Gearhart a oferit o apreciere a lucrării lui Thomson în același număr al Științei în care a apărut hârtia lui Thomson. "Potrivit cercetarii si potentialului clinic pentru celulele ES umane", scrie el. Acestea vor fi utilizate pentru studiile dezvoltării embrionului uman normal și anormal (defecte de naștere), pentru a testa noi medicamente și mai ales „ca sursă regenerabilă de celule pentru transplantul de țesut, înlocuirea celulelor și terapii genice”.

Gearhart își încheie discuția arătând problemele legale implicate în astfel de cercetări. Ambele echipe Thomson și Gearhart au funcționat în laboratoare separate complet de laboratoarele lor obișnuite, locuri unde nici măcar un prelungitor nu a fost cumpărat cu bani federali. Thomson a utilizat blastocistii rămași din fertilizațiile in vitro care ar fi fost aruncate. Donatorii blastocistilor au dat permisiunea de a fi folosiți în cercetare. Gearhart a cultivat celule ES umane din celule germinale primordiale (celule nediferențiate care ar fi devenit ouă sau spermatozoizi) pe care le-a extras de la fături avortate. Cercetările finanțate federal pe țesutul fetal sunt legale, dar Gearhart, de asemenea, a evitat să folosească fonduri federale. În schimb, banii pentru cercetare au fost strânși în mare parte de Geron Corporation din Menlo Park, California, o companie de biotehnologie care este specializată în cercetarea antiaging. În schimb, compania primește licențe esențiale exclusiv pentru utilizarea tehnologiilor.

Thomas B. Okarma, vicepreședinte pentru cercetări la Geron, a declarat că compania sa consideră celulele la fel de diferite de altele, ca având „autoritate morală”. Dar, adaugă el, deoarece blastocistii ar fi fost aruncați, consideră că este justificat să le folosească pentru a dezvolta tratamente de salvare a vieții.

Posibilitățile celulelor stem embrionare reprezintă un salt imens pentru știință și medicină. Știrile sunt mai mult decât suficiente pentru orice zi, săptămână, lună sau an. Cu toate acestea, există mai multe posibilități atât de extraordinare încât ezit să le menționez. Pe scurt, au de-a face cu nemurirea celulară. Ideea merge cam așa. Capetele cromozomilor sunt secțiuni ale ADN-ului numite telomere. Ele devin puțin mai scurte de fiecare dată când o celulă se împarte până când în sfârșit ating o lungime critică care semnalează celula să nu mai divizeze.

În ianuarie 1998, biologii Geron au raportat că o enzimă numită telomerază poate împiedica telomerele să se micșoreze, permițând celulelor să trăiască și să se împartă la nesfârșit. (Ceva de genul acesta se pare că se întâmplă cu celulele canceroase.) Telomeraza este activă în celulele stem embrionare, care, după cum s-a menționat mai sus, poate trăi și diviza pentru totdeauna. Când acele celule încep să se diferențieze în celule specifice pentru organe specifice, telomeraza dispare. Compania încearcă să găsească modalități de a face să reapară, astfel încât să funcționeze împotriva deteriorării asociate cu îmbătrânirea. De asemenea, se caută modalități de a bloca telomeraza în tratarea cancerului. (O altă piesă a puzzle-ului a apărut în noiembrie, când oamenii de știință de la Universitatea Rockefeller au anunțat că o enzimă numită tankyrase pare să controleze funcționarea telomerazei.)

Potrivit oamenilor de știință Geron, este posibil să manipuleze celulele stem embrionare umane, astfel încât să-și păstreze capacitatea de a se împărți la nesfârșit chiar și atunci când se transformă în celulele specializate ale tuturor organelor corpului. Cu alte cuvinte, este posibil să nu fie doar posibil să injectați o inimă care se defectează cu noi celule cardiace, dar să facă acest lucru cu celule cardiace nemuritoare. Acesta este genul de lucruri la care este mai bine să vă gândiți doar câteva minute la un moment dat, în special cu neuronii care sunt deja purtați.

De John P. Wiley, Jr.

Aflate în dificultate? Doar adăuga celule