Genetyka w walce z chorobą Parkinsona

Naukowcy wyeliminowali ryzyko nowotworu, płynące z użycia genów wirusów do „cofania" dorosłej komórki do stadium komórki macierzystej.

Naukowcy z Whitehead Institute for Biomedical Research, o czym donosi magazyn Cell, eksperymentowali z tzw. indukowanymi pluripotentnymi komórkami macierzystymi (zwanymi w skrócie iPS). Komórki te obdarzone są zdolnością taką jak zarodkowe komórki macierzyste, w trakcie podziałów może z nich powstać dowolna tkanka dorosłego organizmu.

Badacze otrzymali komórki iPS za pomocą modyfikacji genetycznych komórek skóry pobranych od pięciu pacjentów z eksperymentalnej grupy. Osoby te cierpiały na chorobę Parkinsona, objawiającą się stopniowo narastającymi zaburzeniami ruchu. Te symptomy wywołane są zmianami zwyrodnieniowymi komórek nerwowych w rejonach mózgu, zwanych jądrami podstawy, które odgrywają ważną rolę w kontroli ruchu.
W jednym z takich jąder znajdują się komórki nerwowe, które wytwarzają chemiczny neuroprzekaźnik odpowiedzialny za prawidłowy przepływ impulsów w mózgu - dopaminę. Celem badaczy było przekształcenie komórek macierzystych w komórki nerwowe zdolne do produkcji dopaminy. Podczas eksperymentów naukowcy z Whitehead Institute uzyskali takie komórki i zastosowali je w terapii.

Od 2006 roku, reprogramując dorosłe komórki, naukowcy dołączają do DNA komórek cztery geny pochodzące od wirusów. Niestety, niosą one ryzyko powstania zmian genetycznych w komórce, które mogą prowadzić do nowotworu. Te cztery wirusowe geny mogą reagować z 3 tysiącami genów w komórce, co może doprowadzić do niekontrolowanych zmian jej funkcjonowania.

Naukowcy z Whitehead przetransferowali cztery wirusowe geny komórkom skóry pacjentów wraz z genem kodującym enzym zwany Cre. Przekazane geny zostały „zamknięte" pomiędzy krótkimi sekwencjami DNA zwanymi loxP, rozpoznawanymi przez enzym Cre. Po przeprogramowaniu komórek skóry na komórki pluripotentne naukowcy poddali je działaniu enzymu Cre. Usunął on DNA spomiędzy stref loxP.
W efekcie reprogramujące geny zostały z komórki usunięte. Powstały komórki iPS o materiale genetycznym prawie identycznym z komórkami skóry pobranymi od pacjentów.

Z tak przygotowanych komórek naukowcy otrzymali zdrowe komórki nerwowe, zdolne do wytwarzania dopaminy, które posłużyły terapii parkinsona. Mimo że osiągnięcie amerykańskich badaczy jest znaczące, to zaledwie początek na drodze ku terapiom za pomocą genetycznie zmodyfikowanych komórek.
- Postęp w wykorzystaniu komórek powstałych z iPS w leczeniu chorób na szeroką skalę jest wyzwaniem. Myślę, że w drodze do pełnego sukcesu czeka nas jeszcze wiele pracy - powiedział Rudolf Jaenisch, profesor biochemii Massachusetts Institute of Technology (MIT), szef zespołu naukowców, którzy zajmują się tym zagadnieniem.