Europejczycy wiodą prym w badaniach naukowych i rozwoju technologicznym, a ich najnowsze osiągnięcie to odkrycie, że warunki laboratoryjne, w jakich wyhodowano embrionalne komórki macierzyste mają wpływ na ich właściwości. W toku przełomowych badań, europejski zespół naukowców zanalizował embrionalne komórki macierzyste wyhodowane w czystym, niezróżnicowanym stanie. Zastosowanie technologii sekwencjonowania kolejnej generacji umożliwiło analizę ekspresji (tj. transkryptomu) genów i modyfikację chromatyny (tj. epigenomu). Badania, których wyniki zaprezentowane zostały w czasopiśmie Cell, uzyskały dofinansowanie z czterech projektów finansowanych ze środków unijnych: HEROIC, PLURISYS, EUROSYSTEM i ATLAS. Wyniki wskazują na kluczowe różnice między czystymi komórkami macierzystymi a embrionalnymi komórkami macierzystymi wyhodowanymi w warunkach laboratoryjnych.
Co umożliwia embrionalnym komórkom macierzystym zachowanie pluripotencji? Od jakiegoś czasu naukowcy starali się rozwikłać tę tajemnicę. Teraz zespół naukowców z Holandii, Niemiec i Wlk. Brytanii podaje istotne odpowiedzi, wyposażając nas w potrzebne informacje o tym, w jaki sposób komórki są kontrolowane i jaki jest optymalny sposób na ich hodowanie. Odkrycia obalają poprzednie raporty sugerujące, że embrionalne komórki macierzyste są zarówno niestabilne, jak i przygotowane do różnicowania się. Te dane mogą pomóc w opracowaniu nowych i skutecznych terapii.
Naukowcy z Nijmegen Centre for Molecular Life Sciences (NCMLS) i Uniwersytetu Radboud w Holandii, z Wellcome Trust Centre for Stem Cell Research, Instytutu Komórek Macierzystych i Uniwersytetu w Cambridge w Wlk. Brytanii oraz z Technische Universität Dresden w Niemczech potwierdzili, że analiza transkryptomu umożliwia badaczom ustalenie, które geny są włączone lub wyłączone wewnątrz komórek. Poziom aktywności genów również oblicza się na podstawie tej metody. Tymczasem analiza epigenomu zapewnia naukowcom wgląd w kontrolowanie genów. Te najnowsze badania posunęły się o krok dalej, odkrywając tajemnicę utrzymywania pluripotencji przez embrionalne komórki macierzyste, które eksperci opisują jako posiadające potencjał budowania rozmaitego rodzaju komórek.
W toku tych badań naukowcy zdobyli kluczowe dane referencyjne w swoich dążeniach do stworzenia nowego rodzaju pluripotencjalnej komórki macierzystej człowieka, odpowiednika embrionalnych komórek macierzystych myszy. Zdaniem zespołu dane przedstawiają podstawowy stan pluripotencji.
Wypowiadając się na temat wyników badań, Austin Smith, koordynator projektu EUROSYSTEM (Europejskie konsorcjum na rzecz systematycznej biologii komórek macierzystych), stwierdził: "Te odkrycia pokazują, ile mamy jeszcze do nauczenia się o komórkach macierzystych. Wskazują również na istotną różnicę między prawdziwymi, embrionalnymi komórkami macierzystymi, wyizolowanymi od myszy, a dostępnymi obecnie komórkami macierzystymi człowieka, mniej lub bardziej czystymi i bardziej zróżnicowanymi".
Projekt HEROIC (Wysokowydajna, epigenetyczna organizacja regulacyjna w chromatynie) otrzymał 12 mln EUR z tematu "Nauki przyrodnicze, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR). Projekt PLURISYS (Podejścia biologii systemów do zrozumienia pluripotencji komórek) uzyskał wsparcie na kwotę 2,97 mln EUR z tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR). Ponadto również dofinansowane z tematu "Zdrowie" 7PR zostały projekty EUROSYSTEM (Europejskie konsorcjum na rzecz systematycznej biologii komórek macierzystych) na kwotę 12 mln EUR oraz ATLAS (Opracowanie technologii laserowych i prototypowych instrumentów do analiz immunoprecypitacji chromatyny całego genomu) na kwotę niemal 3 mln EUR.
Henk Stunnenberg, kierownik jednej z grup badawczych, które przeprowadzały badania i koordynator projektu HEROIC, kieruje obecnie projektem BLUEPRINT (Plan epigenomów hematopoetycznych), który otrzymał niemal 30 mln EUR z tematu "Zdrowie" 7PR na badanie epigenomów i ich roli w podstawowych procesach i mechanizmach biologicznych w zdrowiu i chorobie.
Jak zauważa dr Stunnenberg: "Garnitur epigenetyczny - warstwa instrukcji regulacyjnych na szczycie genomu - czystych, embrionalnych komórek macierzystych, wykazuje niezwykłe i nieoczekiwane cechy, zwłaszcza jeżeli chodzi o geny ukierunkowujące rozwój. To zmusza do przemyślenia obecnych modeli".
Referencje dokumentu: Marks, H., et al. 'The Transcriptional and Epigenomic Foundations of Ground State Pluripotency', Cell, 2012, 149(3), 590-604. doi:10.1016/j.cell.2012.03.026. Źródło: CORDIS |
