Potrivit ScienceDaily, într-o premieră științifică, cercetătorii de la institutele Gladstone au transformat celulele pielii de la șoareci în celule stem prin activarea unei gene specifice în celule utilizând tehnologia CRISPR. Abordarea inovatoare oferă o tehnică mult mai simplă pentru a produce tipul de celule valoroase și oferă perspective importante în procesul de reprogramare celulară.
„Acesta este un nou mod de a face celule stem pluripotent induse care este fundamental diferit de modul în care au fost create înainte”, a spus autorul Sheng Ding, dr., investigator principal la Gladstone. „La începutul studiului, nu am crezut că acest lucru ar funcționa, dar am vrut cel puțin să încercăm să răspundem la întrebarea: putem reprograma o celulă doar prin deblocarea unei locații specifice a genomului? Iar raspunsul este da.”
Celulele stem pluripotente pot fi transformate în aproape orice tip de celulă din corp. Ca rezultat, acestea reprezintă o resursă terapeutică esențială pentru condițiile incurabile în prezent, cum ar fi insuficiența cardiacă, boala Parkinson și orbirea. Ele oferă, de asemenea, modele excelente pentru a studia bolile și instrumente importante pentru a testa noi medicamente în celulele umane.
In 2006, investigatorul principal Gladstone, Shinya Yamanaka, a descoperit că ar putea face celule stem – denumite celule stem pluripotente induse (iPSCs) – prin tratarea celulelor obișnuite ale pielii cu patru proteine cheie. Aceste proteine, numite factori de transcripție, lucrează prin schimbarea genelor care sunt exprimate în celulă, dezactivând genele asociate celulelor pielii și transformând genele asociate cu celulele stem.
Bazându-se pe această lucrare, Ding și alții au creat anterior iPSC nu cu factori de transcripție, ci prin adăugarea unui cocktail de substanțe chimice în celule. Cel mai recent studiu, publicat în Cell Stem Cell, oferă o a treia modalitate de a transforma celulele pielii în celule stem prin manipularea directă a genomului celulelor utilizând tehnici de reglare a genei CRISPR.
„Opțiunile diferite de a face iPSC-uri vor fi utile atunci când oamenii de știință se confruntă cu provocări sau dificultăți cu o singură abordare”, a spus Ding, care este, de asemenea, profesor de chimie farmaceutică la Universitatea din California, San Francisco. „Abordarea noastră ar putea conduce la o metodă mai simplă de a crea iPSCs sau ar putea fi folosite pentru a reprograma direct celulele pielii în alte tipuri de celule, cum ar fi celulele inimii sau celulele creierului.”
CRISPR este un instrument puternic care poate manipula precis genomul prin vizarea unei secvențe unice de ADN. Această secvență de ADN este apoi fie definitiv eliminată sau înlocuită, fie este temporar activată sau dezactivată.
Echipa lui Ding a vizat două gene care sunt exprimate numai în celule stem și cunoscute a fi parte integrantă a pluripotenței: Sox2 și Oct4. Ca și factori de transcripție, aceste gene activează alte gene ale celulelor stem și le dezactivează pe cele asociate cu diferite tipuri de celule.
Cercetătorii au descoperit că, cu CRISPR, ar putea activa fie Sox2, fie Oct4 pentru a reprograma celulele. De fapt, au arătat că țintirea unei singure locații pe genom era suficientă pentru a declanșa reacția în lanț care a dus la reprogramarea celulei într-un iPSC.
Pentru comparație, patru factori de transcripție sunt de obicei utilizați pentru a crea iPSC-uri folosind metoda originală. Mai mult, un factor de transcripție vizează de obicei mii de locații genomice din celulă și schimbă expresia genică la fiecare locație.
„Faptul că modularea unei arii este suficient de surprinzător”, a spus Ding. „Acum, vrem să înțelegem cum acest proces se răspândește dintr-o singură locație în genomul întreg.”
