Mire jó az indukált pluripotens őssejt ma?
Tíz évvel ezelőtt óriási tudományos áttörést jelentett, amikor Takahashi és Yamanaka a Cell-ben publikálta, hogy néhány faktor kombinációja segítségével fibroblasztból pluripotens őssejt hozható létre. Az évfordulón a folyóirat arról kérdezte a kutatókat, milyen felhasználási lehetősége van ma a gyakorlatban felfedezésüknek.
A Cell-ben 2006 augusztus végén megjelent tanulmány (Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors) előzményeiről és az eredményeképp létrejött hatalmas fejlődésről Joao Monteiro, a folyóirat szerkesztője Shinya Yamanakával és a cikk egyik eredeti bírálójával, Hans Schölerrel beszélgetett (iPS Cells 10 Years Later). Bevezetőképpen a szerkesztő megemlítette, hogy a bíráló nagyon pozitív véleménnyel volt a tanulmányról, de sok kérdést is mellékelt, ami gyakori olyan esetekben, amikor olyan új dolog kerül elő, ami felboríthatja a biológiáról alkotott korábbi képünket.
Schöler szerint azért is jó a Cellnek dolgozni, mert a bírálóknak lehetőségük volt arra, hogy elolvassák egymás megjegyzéseit és kérdéseit. Ebből pedig mindhármuk számára nyilvánvalóvá vált, a többiek szerint is nagyon fontos tanulmányról van szó. A tudományterület épp egy katasztrófából próbált magához térni, mivel két 2004/2005-ös tanulmányról kiderült, hogy hamisított adatokon alapult, így a szakértőknek biztosra kellett menniük, hogy ez esetben a munka valódi eredményt jelent. Ráadásul azt sem volt könnyű elfogadni, hogy sejtek újraprogramozásához elegendő néhány transzkripciós faktor kombinációja – ennek megemésztése a többi kutató számára sem volt egyszerű, mivel mindenki azt gondolta, hogy többek között újra kellene formálni az egész kromatint. Így nagy öröm volt, amikor fél éven belül három laborban is meg tudták ismételni az eredményeket.
A japán kutatók megközelítését igen bátornak tartotta mindenki, teszi hozzá Monteiro. Míg mások hatalmas könyvtárakat használtak, és számtalan molekulát kombinálva próbáltak pluripotens állapotot indukálni, Takahashi és Yamanaka mindössze 24 jelölt molekulával dolgozott. Mint Yamanaka kifejti, ők is hatalmas könyvtárnyi molekulát készültek tesztelni, de gyakorlásképp, hogy rutint szerezzenek a módszerben, kipróbáltak 24 olyan molekulát, amiről mindketten azt gondolták, fontosak lehetnek a pluripotens embrionális őssejtek életében. Legnagyobb csodálkozásukra azonban e 24 molekula révén megtalálták a választ, és bebizonyították, hogy a transzkripciós faktorok használatával át lehet programozni a sejteket. Ezután sok tudós vette bele magát ebbe a típusú munkába, és rájöttek, hogyan lehet pl. fibroblasztot neuronná vagy fibroblasztot szívsejtté alakítani. A sejtek kémiai konverziója a jövőben akár az öregedés vagy a degeneratív betegségek lassítására is lehetőséget adhat, teszi hozzá Schöler.
Melyek az indukált pluripotens őssejt technológia jelenlegi klinikai alkalmazási területei?
Az iPS sejteket jelenleg az orvostudomány két területén használják, magyarázza Yamanaka. Az egyik a regeneratív medicina, a másik a gyógyszerfejlesztés. A regeneratív medicinában kiderült, hogy az autológ iPS transzplantáció túl időigényes és túl drága: majdnem egy évre van szükség ahhoz, hogy a páciens saját sejtjeiből létrehozzuk az iPS sejteket, és végrehajtsuk a szigorú minőségellenőrző vizsgálatokat. Ehelyett inkább az allograftok fejlesztése felé vettük az irányt. HLA homozigóta donorok sejtjeiből kifejlesztettük a japán népességben leggyakoribb haplotípusokat, mondja Yamanaka. És mivel egyetlen HLA homozigóta donor képes lefedni Japán lakosságának 17%-át, a költségek és az időbeli ráfordítás drasztikusan csökkent. A transzplantáció után a Parkinson-kór és a szívelégtelenség terápiájával próbálkoznak.
Schöler szerint a technológia révén a betegségek jobb megértésére is módunk nyílik, mivel a betegségek bizonyos aspektusait képesek vagyunk Petri csészében reprodukálni. Mindez a szintén fellendülőben lévő organoid technológiával és a CRISPR módszerrel kombinálva nagyon felgyorsítja a kísérletezést. Az iPS technológiát világszerte mindenhol használják már a gyógyszervizsgálatokban, hiszen sokkal emberközelibb módszer, mint az állatmodellek használata. Yamanaka szerint egyébként a beteg saját sejtjeiből készült iPS sejtek felhasználása a betegségmodellezésben és a gyógyszerfejlesztésben talán még a regeneratív medicinánál is fontosabb, mivel így tökéletesen figyelembe vesszük az individuális szintet.
További terület a különféle, már meglévő gyógyszerek új felhasználási lehetőségeinek kipróbálása, ami sok esetben jár sikerrel, és szintén jelentősen csökkenti az anyagi és időbeli ráfordítást.
A technológia kapcsán az etikai viták is megélénkültek, holott az egyik cél épp az etikai problémák elkerülése volt, mivel így nem kellett humán embrionális sejteket alkalmazni az őssejtvizsgálatokhoz. Azonban új kérdések születtek, mivel a bőr- vagy vérsejtekből létrehozott iPS sejtekből hímivarsejtek és petesejtek is előállíthatók, továbbá, legalábbis elméletben, már arra is van mód, hogy a humán iPS sejteket disznóba vagy egyéb nagy testű állatba injektálva emberi szerveket, emberi vesét vagy májat hozzunk létre. Mint Schöller kifejti, Németországban már több szinten bevonták a lakosságot is az ezzel kapcsolatos etikai vitákba.
