Επαναπρογραμματισμένοι μύες νικούν τη φθορά

Ενθαρρυντικά πειράματα σε ποντίκια δίνουν υπόσχεση για αντιμετώπιση εκφυλιστικών νόσων

Τα επαναπρογαμματισμένα μυϊκά κύτταρα τα οποία φαίνονται στην εικόνα με έντονο πράσινο χρώμα εγχύθηκαν σε ποντίκια και απεκατέστησαν κατεστραμμένο μυϊκό ιστό (Credit:Preeti Paliwal, UC Berkeley)

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ γύρισαν πίσω το «ρολόι» ενηλίκων μυϊκών κυττάρων ώστε να βρεθούν σε ένα πρώιμο στάδιο και να μπορούν να σχηματίσουν νέο μυϊκό ιστό. Οι επιστήμονες έδειξαν μάλιστα μέσω πειραμάτων σε ποντίκια ότι τα επαναπρογραμματισμένα μυϊκά βλαστοκύτταρα που δημιούργησαν μπόρεσαν να αποκαταστήσουν κατεστραμμένο μυϊκό ιστό. 

Το νέο επίτευγμα το οποίο δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό «Chemistry & Biology»  «ανοίγει τον δρόμο για την ανάπτυξη καινούργιων θεραπειών ενάντια στην εκφύλιση των μυών η οποία συνδέεται με τη μυϊκή δυστροφία και τη γήρανση» ανέφερε η επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας  Ιρίνα Κόνμποϊ, επίκουρη καθηγήτρια Εμβιομηχανικής.

 Ο σκελετικός μυϊκός ιστός αποτελείται από μυϊκές ίνες, οι οποίες σχηματίζονται από μυϊκά κύτταρα (μυοβλάστες). «Ο σχηματισμός των μυών εθεωρείτο επί μακρόν ως ένα ταξίδι χωρίς επιστροφή – δηλαδή από τα βλαστικά κύτταρα  περνούμε στους μυοβλάστες και από αυτούς στις μυϊκές ίνες. Εμείς καταφέραμε να αναστρέψουμε αυτήν την πορεία: από μυϊκές ίνες δημιουργήθηκαν ξανά ξεχωριστοί μυοβλάστες» εξήγησε η δρ Κόνμποϊ.

Αναστροφή της πορείας

Πώς επετεύχθη αυτή η αναστροφή της πορείας ζωής των μυϊκών κυττάρων; Οι ερευνητές εξέθεσαν τον διαφοροποιημένο μυϊκό ιστό σε αναστολείς της τυροσινικής φωσφατάσης, οι οποίοι και έδωσαν σήμα στα ενήλικα κύτταρα να αρχίσουν ξανά να διαιρούνται.

Ωστόσο η διαδικασία διαίρεσης των ενηλίκων κυττάρων εγκυμονεί κινδύνους, όπως διευκρίνισε η Πρίτι Παλιουάλ, μεταδιδακτορική ερευνήτρια από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ και κύρια συγγραφέας της νέας μελέτης. «Η έκθεση των ενηλίκων κυττάρων σε αυτούς τους αναστολείς που δίνουν εντολή για κυτταρική διαίρεση μπορεί να προκαλέσει δραματικές αλλαγές. Τα κύτταρα αυτά έχουν ήδη σχηματίσει μια μεγάλη δομή, μοιράζονται το ίδιο κυτταρόπλασμα και τον ίδιο κυτταροσκελετό. Εάν απλώς τους δώσουμε εντολή να διαιρεθούν, πολλά από αυτά παθαίνουν… σύγχυση και πεθαίνουν».

Προκειμένου να αποφύγουν αυτόν τον σκόπελο, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης ορισμένους αναστολείς του κυτταρικού θανάτου (ονομάζεται απόπτωση). «Ουσιαστικώς κάναμε ‘πλύση εγκεφάλου’ στα κύτταρα ώστε να διαιρεθούν και να μην πεθάνουν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας» είπε η δρ Παλιουάλ.

 Χωρίς παρέμβαση στο γονιδίωμα

Και όλα αυτά συμβαίνουν χωρίς παρέμβαση στο γονιδίωμα των κυττάρων, σύμφωνα με την καθηγήτρια Κόνμποϊ. «Τα χημικά που χρησιμοποιήσαμε εισέρχονται στο κύτταρο και αλλάζουν τον τρόπο που συμπεριφέρονται τα κύτταρα χωρίς να προκαλείται αλλαγή στο γονιδίωμά τους. Επιπλέον χρησιμοποιήσαμε τους αναστολείς μόνο για 48 ώρες, χρόνος που αποδείχθηκε ικανός ώστε να γίνει η διαίρεση των μυϊκών ινών σε μυοβλάστες, χωρίς να προκληθούν αλλαγές στο DNA».

Η καθηγήτρια τόνισε ότι τα κύτταρα που δημιουργήθηκαν με αυτή τη διαδικασία έζησαν και πέθαναν χωρίς προβλήματα, χωρίς δηλαδή να αρχίσουν να διαιρούνται ανεξέλεγκτα σχηματίζοντας καρκινικούς όγκους.

Προκειμένου να αποδείξουν ότι οι μυοβλάστες που δημιούργησαν προήλθαν από την «από-διαφοροποίηση» του ενήλικου μυϊκού ιστού, οι ερευνητές χαρακτήρισαν τις μυϊκές ίνες με μια πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη. Ηταν έτσι σε θέση να γνωρίζουν ότι οι μυοβλάστες που διέθεταν… λαμπερό πράσινο χρώμα είχαν προέλθει από τις διαφοροποιημένες μυϊκές ίνες που είχαν εξαρχής χρησιμοποιήσει.

Βιώσιμοι μυοβλάστες

Σε δεύτερο πείραμα που είχε ως στόχο να δείξει τη βιωσιμότητα των νέων μυοβλαστών, οι επιστήμονες καλλιέργησαν τα μυϊκά κύτταρα στο εργαστήριο και είδαν ότι αυτά πολλαπλασιάζονταν και σχημάτιζαν φυσιολογικά νέες μυϊκές ίνες. Οι ίνες που δημιουργήθηκαν εγχύθηκαν στη συνέχεια σε ποντίκια με κατεστραμμένους μυς. «Μετά από δύο ως τρεις εβδομάδες ελέγξαμε τους μυς και παρατηρήσαμε νέες μυϊκές ίνες που φωσφόριζαν. Το γεγονός αυτό αποδεικνύει ότι τα προγονικά κύτταρα που δημιουργήσαμε με χρήση ενήλικου μυϊκού ιστού οδήγησαν σε αποκατάσταση των μυών στα ποντίκια» είπε η δρ Παλιουάλ.

Το επόμενο βήμα για την ερευνητική ομάδα είναι να διερευνηθεί η επιτυχία της διαδικασίας σε ανθρώπινους μυϊκούς ιστούς. Παράλληλα οι επιστήμονες θα μελετήσουν άλλα μόρια τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στην από-διαφοροποίηση του ενήλικου ιστού.

Όχι για όλες τις εκφυλιστικές νόσους

Πάντως η συγκεκριμένη προσέγγιση δεν ενδείκνυται για όλες τις εκφυλιστικές νόσους, προειδοποίησε η καθηγήτρια Κονμπόι. «Μπορεί να είναι αποτελεσματική σε ό,τι αφορά κάποιες ασθένειες στις οποίες μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ήδη υπάρχοντα διαφοροποιημένο ιστό, όπως είναι οι νευρώνες ή τα ηπατικά κύτταρα. Ωστόσο σε περιπτώσεις όπως οι ασθενείς με διαβήτη τύπου 1, κάτι τέτοιο δεν είναι δυνατόν αφού υπάρχει έλλειψη των β-κυττάρων των νησιδίων του παγκρέατος που παράγουν ινσουλίνη. Ετσι δεν έχουμε λειτουργικό ιστό στα χέρια μας για να δουλέψουμε μαζί του».

Κατά την καθηγήτρια η νέα μέθοδος, η οποία μπορεί να αποδειχθεί πολύτιμη σε νόσους όπως η μυϊκή δυστροφία Duchenne, δεν έχει ως στόχο να υποκαταστήσει τη χρήση πολυδύναμων κυττάρων αλλά να αποτελέσει ένα επιπλέον «όπλο» στο… οπλοστάσιο των βλαστοκυτταρικών θεραπειών.  

Πηγή  

Posted in: επιστήμη, Υγεία