Źródło: Uniwersytet Stanowy w Ohio

Programowanie komórek przełomem w leczeniu ran

Autor: Agata Młodzińska
Publikacja: 2017-08-12

Pod pojęciem terapii komórkowych rozumiemy najczęściej procedurę, w której komórki macierzyste pacjenta są izolowane, by następnie w warunkach laboratoryjnych pobudzać je do przekształcenia w potrzebny w danym przypadku typ, na przykład w komórki nerwowe. Metoda ta posiada jednak liczne ograniczenia – przede wszystkim trudności sprawia już samo pozyskanie komórek macierzystych, trudne i czasochłonne są także konieczne prace laboratoryjne.

Dlatego obecnie prowadzone są prace nad możliwościami przekształcania komórek z jednego typu w inny, bez konieczności izolacji ich z organizmu pacjenta. Aby to osiągnąć, konieczne jest wprowadzenie do komórki informacji genetycznej, która „przeprogramuje” jej funkcje. Pierwsze prace w tym temacie miały na celu wykorzystanie mechanizmów obserwowanych w infekcjach wirusowych. Wirusy „wstrzykują” swoją informację genetyczną do komórek ofiary i przeprogramowują ją w ten sposób, aby produkowała korzystne dla nich białka, umożliwiające na przykład szybkie namnażanie się. Gdyby więc dało się podmienić ten wstrzykiwany ładunek, wirusy mogłyby dostarczyć go do komórek i przeprogramować jej funkcje w taki sposób, w jaki chcemy.

Próby wykorzystania wirusów w terapiach komórkowych trwają, równolegle jednak prowadzone są poszukiwania alternatywnych sposobów dostarczenia informacji genetycznej do komórek. Naukowcy z Centrum Medycznego Wexner w Uniwersytecie Stanowym w Ohio oraz Politechniki w Ohio opracowali urządzenie, które wykorzystuje nanopory – otwory w błonach komórkowych o rozmiarach od 1 do 100 nanometrów – przez które do komórki wprowadzany jest (przy pomocy pola elektrycznego) ładunek z materiałem genetycznym. O ile o nanoporach oraz metodach ich sztucznego wytwarzania w komórkach wiemy już całkiem sporo, o tyle innowacją jest skuteczne przetransferowanie do komórek skóry fragmentów DNA, pod wpływem których następuje przeprogramowanie ich funkcji na komorki budujące naczynia krwionośne. Całe urządzenie ma postać niewielkiego chipa, który przykłada się do uszkodzonej skóry na kilka sekund. Chip pobudza tkankę skóry do tego, aby odbudowała mikroskopijne naczynia krwionośne, co znacząco przyspiesza proces regeneracji tkanki.

Niewielkie rozmiary urządzenia jak również wysoce obiecujące wyniki testów laboratoryjnych na tkankach myszy i świń usprawiedliwiają określanie technologii jako przełomowej. Co więcej – dotychczasowe wyniki pozwalają planować kolejne eksperymenty, łącznie z próbami przeprogramowania komórek skóry w komórki nerwowe, które mogłyby zostać następnie przeszczepione do zdegenerowanego układu nerwowego pacjenta (na przykład w chorobach Parkinsona lub Alzheimera).

Publikacja amerykańskich naukowców dostępna jest za opłatą w czasopiśmie Nature, pod adresem:
https://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2017.134.html

Zachęcamy także do obejrzenia filmu gdzie omówione są te nieprawdopodobne rzeczy:
https://www.youtube.com/watch?v=tMQ51Kj2tS0