miben különbözik a reproduktív klónozás az ŐSSEJTKUTATÁSTÓL?
az őssejtekkel kapcsolatos legújabb és jelenlegi munka, amelyet az alábbiakban röviden összefoglalunk és részletesebben tárgyalunk a Nemzeti akadémiák nemrégiben készült, őssejtek és a regeneratív orvoslás jövője című jelentésében, nem kapcsolódik közvetlenül az emberi reproduktív klónozáshoz. Azonban egy közös kezdeti lépés-az úgynevezett nukleáris transzplantáció vagy a szomatikus sejt nukleáris transzfer (SCNT)—arra késztette a Kongresszust, hogy fontolja meg azokat a törvényjavaslatokat, amelyek nemcsak az emberi reproduktív klónozást tiltják, hanem az őssejtkutatás bizonyos területeit is. Az őssejtek olyan sejtek, amelyek képesek ismételten osztódni, és mind speciális sejteket, mind több őssejtet eredményeznek. Egyesek, mint például a vér és az agy őssejtjei, közvetlenül a felnőttekből származhatnak, mások pedig preimplantációs embriókból nyerhetők. Az embriókból származó őssejteket embrionális őssejteknek (es-sejteknek) nevezzük. A Nemzeti akadémiák fent említett jelentése részletesen beszámol az őssejtkutatás jelenlegi állapotáról .
az ES sejteket pluripotens őssejteknek is nevezik, mivel utódaik magukban foglalják az összes sejttípust, amely megtalálható egy posztimplantációs embrióban, egy magzatban és egy teljesen fejlett szervezetben. Ezek a korai embriók (blastociszták) belső sejttömegéből származnak . Egy adott blasztociszta belső sejttömegében lévő sejtek genetikailag azonosak, és minden blasztociszta csak egyetlen ES sejtvonalat eredményez. Az őssejteket ritkábban és nehezebben találják meg felnőtteknél, mint a preimplantációs embriókban, és nehezebbnek bizonyult bizonyos felnőtt őssejteket sejtvonalakká növeszteni az izolálás után .
különböző sejtek és szövetek előállítása ES-sejtekből vagy más őssejtekből jelenlegi kutatások tárgyát képezi . A csontvelőtől eltérő (a csontvelő-transzplantáció során alkalmazandó) egész szervek ilyen sejtekből történő előállítása még nem történt meg, és végső sikere bizonytalan.
az őssejtek iránti jelenlegi érdeklődés abból adódik, hogy bizonyos egészséges sejtek, szövetek és szervek terápiás átültetésére képesek különböző betegségekben és legyengítő rendellenességekben szenvedő emberekbe. A felnőtt őssejtekkel végzett kutatások azt mutatják, hogy hasznosak lehetnek ilyen célokra, beleértve azokat a szöveteket is, amelyekből a sejtek származnak . A jelenlegi ismeretek alapján valószínűtlennek tűnik, hogy a felnőttek elegendő őssejtforrást jelentenek mindenféle szövet számára . Az ES sejtvonalak potenciálisan érdekesek a transzplantáció szempontjából, mivel egy sejtvonal a végtelenségig szaporodhat, és nem csak egy típusú speciális sejtet hozhat létre, hanem sok különböző típusú speciális sejtet (agy, izom stb.), amelyekre szükség lehet A transzplantációkhoz. Azonban sokkal több kutatásra lesz szükség, mielőtt a felnőtt őssejtek vagy az ES sejtek terápiás potenciáljának nagysága jól megérthető lenne.
az őssejtek terápiás potenciáljával kapcsolatos egyik legfontosabb kérdés az, hogy a belőlük származó sejtek, szövetek, esetleg szervek átültethetők-e a transzplantáció kilökődésének minimális kockázatával. Ideális esetben a transzplantációra előnyös felnőtt őssejtek magukból a betegekből származhatnak. Az ilyen sejtek vagy az ezekből származó szövetek genetikailag azonosak a beteg sajátjaival, és az immunrendszer nem utasítja el őket. Azonban, amint azt korábban leírtuk, nem biztos, hogy elegendő felnőtt őssejt áll rendelkezésre, és hogy ezek képesek-e a sejt-és szövettípusok teljes skálájának létrehozására. Továbbá, genetikai eredetű rendellenesség esetén a beteg saját felnőtt őssejtjei ugyanazt a hibát hordoznák, és azokat termeszteni és genetikailag módosítani kellene, mielőtt terápiás transzplantációra használhatnák őket.
a szomatikus sejtmagátadás vagy a nukleáris transzplantáció alkalmazása alternatív utat kínál a transzplantációs terápiákhoz felhasználható őssejtek megszerzéséhez, a transzplantáció kilökődésének minimális kockázatával. Ezt az eljárást—amelyet néha terápiás klónozásnak, kutatási klónozásnak vagy nem reproduktív klónozásnak neveznek, és itt nukleáris transzplantációnak nevezik őssejtek előállítására-olyan pluripotens ES sejtek előállítására használják, amelyek genetikailag azonosak a transzplantált recipiens sejtjeivel . Így a felnőtt őssejtekhez hasonlóan az ilyen ES-sejteknek enyhíteniük kell a páratlan transzplantációkkal tapasztalt kilökődést.
a felnőttkori őssejtek két típusa—a vér csontvelőben lévő őssejtjei és a bőr őssejtjei—az egyetlen két őssejt-terápia, amelyet jelenleg használnak. De amint azt a National Academies Stem Cells and the future of Regenerative Medicine című jelentése megjegyezte, sok kérdés marad még, mielőtt más felnőtt őssejtek potenciálját pontosan fel lehet mérni . A felnőtt őssejteken végzett kevés tanulmány kellően meghatározta az őssejt potenciálját egyetlen, izolált sejtből kiindulva, vagy meghatározta a szükséges sejtkörnyezetet a helyes differenciálódáshoz, vagy azokat a tényezőket, amelyek szabályozzák azt a hatékonyságot, amellyel a sejtek újratelepítik a szervet. Meg kell mutatni, hogy a behozott felnőtt őssejtekből származó sejtek közvetlenül hozzájárulnak a szövetek működéséhez, és javítani kell a felnőtt őssejtek tenyésztésben való fenntartásának képességét anélkül, hogy a sejtek differenciálódnának. Végül, a legtöbb olyan tanulmány, amely annyi figyelmet kapott, inkább egér, mint emberi felnőtt őssejteket használt.
az ES sejtek nem nélkülözik saját potenciális problémáikat, mint a transzplantáció sejtjeinek forrását. Az emberi ES-sejtek tenyésztésben történő növekedéséhez szükség van egy “feeder” egérsejt-rétegre, amely vírusokat tartalmazhat, és amikor az ES-sejtek megkülönböztethetők, egyszerre sejttípusok keverékét képezhetik. Az emberi ES-sejtek jóindulatú daganatokat képezhetnek, amikor egerekbe kerülnek, bár úgy tűnik, hogy ez a potenciál eltűnik, ha a sejtek megkülönböztethetők a recipiensbe történő bevezetés előtt . Az egér es-sejtekkel végzett vizsgálatok ígéretesnek bizonyultak a cukorbetegség , a Parkinson-kór és a gerincvelő sérülésének kezelésében .
a nukleáris transzplantációval előállított ES-sejtek előnye a felnőtt őssejtekkel szemben, hogy gyakorlatilag minden sejttípust képesek biztosítani, és hosszú ideig tenyésztésben tarthatók. A jelenlegi ismeretek azonban bizonytalanok, és mind a felnőtt őssejtekre, mind a nukleáris transzplantációval előállított őssejtekre vonatkozó kutatások szükségesek terápiás lehetőségeik megértéséhez. (Ez a pont egyértelműen szerepel az őssejtek és a regeneratív orvoslás jövője megállapításában és 2.ajánlásában, amely részben kimondja, hogy “mind az embrionális, mind a felnőtt emberi őssejtek vizsgálatára szükség lesz a regeneratív orvoslás tudományos és terápiás potenciáljának leghatékonyabb előmozdításához.”) Valószínű, hogy az ES-sejteket kezdetben egyetlen sejttípus létrehozására használják transzplantációra, például idegsejtekre vagy izomsejtekre. A jövőben, mivel képesek sok sejttípust létrehozni, felhasználhatók szövetek és elméletileg összetett szervek létrehozására transzplantáció céljából. De ez megköveteli a technikák tökéletességét, hogy specializációjukat az egyes komponens sejttípusokba irányítsák, majd ezeket a sejteket a szerv megfelelő arányában és térbeli szerveződésében összeszereljék. Ez meglehetősen egyszerű lehet egy egyszerű szerkezetnél, például egy hasnyálmirigy-szigetnél, amely inzulint termel, de nagyobb kihívást jelent az olyan összetett szövetek számára, mint a tüdő, a vese vagy a máj .
az őssejtek nukleáris transzplantációval történő előállításához szükséges kísérleti eljárások magukban foglalják a szomatikus sejtmag átvitelét a betegből egy enukleált petesejtbe, az embrió in vitro tenyésztését a blasztociszta stádiumba, valamint egy pluripotens ES sejtvonal levezetését a blasztociszta belső sejttömegéből. Az ilyen őssejtvonalakat ezután speciális sejtek (és ha lehetséges, szövetek és szervek) levezetésére használják laboratóriumi tenyészetben terápiás transzplantáció céljából. Egy ilyen eljárás, ha sikeres, elkerülheti a transzplantáció kilökődésének egyik fő okát. Ennek a javaslatnak azonban számos lehetséges hátránya van. Az állatmodellekkel végzett kísérletek arra utalnak, hogy a divergens mitokondriális fehérjék jelenléte a sejtekben “kisebb” transzplantációs antigéneket hozhat létre, amelyek kilökődést okozhatnak ; ez nem jelent problémát, ha a petesejtet a transzplantációs recipiens anyja vagy maga a recipiens adományozta. Egyes autoimmun betegségek esetén a beteg saját sejtjeiből klónozott sejtek átültetése nem megfelelő, mivel ezek a sejtek célpontjai lehetnek a folyamatban lévő destruktív folyamatnak. És, mint a felnőtt őssejtek használata esetén, genetikai eredetű rendellenesség esetén a beteg saját sejtjeiből származó nukleáris transzplantációval nyert ES-sejtek ugyanazt a hibát hordoznák, és azokat termeszteni és genetikailag módosítani kellene, mielőtt terápiás transzplantációra felhasználhatók lennének. Egy másik őssejtforrás használata nagyobb valószínűséggel megvalósítható (bár immunszuppresszióra lenne szükség), mint a felnőtt őssejtekben a betegségben részt vevő egy vagy több gén kijavításának kihívást jelentő feladata, vagy egy nukleáris transzplantációból származó őssejtvonal, amelyet a beteg magjával kezdeményeztek.
a nukleáris transzplantáció mellett két másik módszer is létezik, amelyekkel a kutatók képesek lehetnek levezetni az ES sejteket csökkent likeli kapucnival az elutasításhoz. Az ES sejtvonalak bankja, amely számos lehetséges genetikai sminket tartalmaz, az egyik lehetőség, bár a National Academies stem Cells and the future of Regenerative Medicine című jelentése ezt “nehéz elképzelni”. Alternatív megoldásként az embrionális őssejteket úgy lehet megtervezni, hogy eltávolítsanak vagy bevezessenek bizonyos sejtfelszíni fehérjéket, ezáltal a sejteket láthatatlanná téve a recipiens immunrendszere számára. Mint a javasolt használata sokféle felnőtt őssejtek transzplantáció, sem ezek a megközelítések hordoz semmit közel egy ígéret a siker abban a pillanatban.
az embrionális őssejtek nukleáris transzplantációval történő előállítása abban különbözik a reproduktív klónozástól, hogy semmit sem ültetnek be a méhbe. Könnyen félreértelmezhető az a kérdés, hogy az ES-sejtek önmagukban képesek-e teljes embriót létrehozni. Egyes jelentések címei azt sugallják, hogy az egér embriók csak az ES sejtekből származhatnak . Az ES-sejteket azonban minden esetben gazdaembrióból származó sejtekkel, különösen trofoblaszttal és primitív endodermával kell körülvenni. Amellett, hogy a placenta részét képezik, a blasztociszta trofoblaszt sejtjei lényeges mintázási jeleket vagy jeleket adnak az embriónak, amelyek szükségesek a jövőbeli fej és a far (elülső-hátsó) tengely orientációjának meghatározásához. Ezt a helyzeti információt nem genetikailag határozzák meg, hanem a trofoblaszt sejtek a megtermékenyítés vagy a tojás aktiválása után hamarosan megkezdett eseményekből szerzik be. Ezenkívül kritikus fontosságú, hogy a helyzetjelzéseket a blasztociszta belső sejtjeihez továbbítsák egy adott fejlődési időablak alatt . Az egér blasztociszták izolált belső sejttömegei önmagukban nem implantálnak, hanem ezt megteszik, ha egy másik embrió trofoblaszt vezikuláival kombinálják . Ezzel szemben a trofoblaszt vezikulákba bevitt egér ES-sejtek izolált csomói soha nem eredményeznek semmit, ami távolról hasonlít a posztimplantációs embrióra, szemben a trofoblaszt rendezetlen tömegével. Más szavakkal, az egér es-sejtjeinek a normális fejlődésben való részvételének egyetlen módja az, ha gazdaembrionális sejteket biztosítanak számukra, még akkor is, ha ezek a sejtek nem maradnak életképesek a terhesség alatt (Richard Gardner, személyes kommunikáció). Beszámoltak arról, hogy az emberi és a főemlős ES sejtek trofoblaszt sejteket eredményezhetnek a tenyészetben. Ezeknek a trofoblaszt sejteknek azonban feltehetően hiányoznának a tojásból származó blasztociszta kialakulása során általában megszerzett helyzeti jelek. A fent leírt egér ES-sejtekkel végzett kísérleti eredmények fényében nagyon valószínűtlen, hogy a méhbe helyezett emberi ES-sejtek csomói beültetnének és magzattá fejlődnének. Beszámoltak arról, hogy az emberi ES-sejtek csomói a tenyészetben, mint az egér ES-sejtjei, rendezetlen aggregátumokat eredményeznek embrioid testek .
a terápiás transzplantációra való felhasználásuk mellett a nukleáris transzplantációval nyert ES-sejteket laboratóriumokban is fel lehet használni a klinikai orvoslás és az emberi fejlődésbiológia alapvető kutatásai szempontjából fontos vizsgálatok számára. Az ilyen vizsgálatokat egér-vagy majomsejtekkel nem lehetett elvégezni, és általában megtermékenyített blasztocisztákból előállított ES-sejtekkel valószínűleg nem lehet elvégezni. Például a genetikai betegségben szenvedő emberekből származó ES-sejtek nukleáris transzplantációval állíthatók elő, és lehetővé tennék a mutált gének szerepének elemzését mind a sejtek, mind a szövetek fejlődésében, valamint a felnőtt sejtekben, amelyeket egyébként nehéz tanulmányozni, például az agy idegsejtjeiben. Ennek a munkának az a hátránya, hogy donortojások használatát igényelné. De számos sejttípus vizsgálatához nem lehet alternatíva az ES-sejtek használatára; ezeknél a sejttípusoknál az elsődleges sejtvonalak származtatása az emberi szövetekből még nem lehetséges.
ha az ES-sejtek speciális sejttípusokba történő differenciálódása megérthető és ellenőrizhető, a nukleáris transzplantáció alkalmazása genetikailag meghatározott emberi ES-sejtvonalak előállításához lehetővé tenné olyan genetikailag változatos sejtvonalak létrehozását, amelyek nem könnyen beszerezhetők a lefagyasztott embriókból, vagy amelyek meghaladják a klinikai szükségletet IVF klinikák. Az utóbbiak nem tükrözik az általános populáció sokféleségét, és olyan párok genomjai felé torzulnak, amelyekben a nőstény idősebb, mint a maximális termékenységi időszak, vagy az egyik partner terméketlen. Ezenkívül fontos lehet az őssejtek előállítása nukleáris transzplantációval olyan egyénekből, akiknek mind az egyszerű, mind a komplex (több génből álló) öröklődő genetikai hajlamhoz kapcsolódó betegségei vannak. Például néhány embernek vannak olyan mutációi, amelyek hajlamosítják őket a “Lou Gehrig-kórra” (amiotróf laterális szklerózis vagy ALS); ezeknek az egyéneknek azonban csak néhányan betegednek meg, feltehetően további gének hatása miatt. Számos gyakori genetikai hajlam a betegségekre hasonlóan összetett etiológiával rendelkezik; valószínű, hogy több ilyen betegség nyilvánvalóvá válik, amikor az emberi genom projekt által generált információkat alkalmazzák. A betegek és egészséges emberek nukleáris transzplantációjával előállított ES-sejtek felhasználásával össze lehetne hasonlítani az ilyen sejtek fejlődését, és tanulmányozni lehetne azokat az alapvető folyamatokat, amelyek modulálják a betegségekre való hajlamot.
sem az ES-sejtekkel végzett munka, sem a transzplantációra szánt sejtek és szövetek kialakulásához vezető munka nem foglalja magában a blasztociszták méhbe helyezését. Így nincs embrionális fejlődés a 64-200 sejtszakaszon túl, és nincs magzati fejlődés.