На знак визнання революційного потенціалу тієї ділянки регенеративної медицини, науковці якої спроможні створювати і заміщати будь-які клітини, змінені патологічним процесом, Комітет із присвоєння нобелівських премій удостоїв Нобелівської премії за 2012 рік у галузі фізіології і медицини двох науковців, відкриття яких зробили можливим такий вплив на клітини на рівні ДНК.

   Премією відзначено Джона Гурдона (John B. Gurdon) з Кембриджського університету (Англія), який був одним із перших вчених, що в 1962 році клонував тварину (жабу), і Шину Яманаку (Shinya Yamanaka) з Кіотського університету (Японія), який у 2006 році відкрив чотири гени, необхідні для репрограмування дорослої клітини і переведення її в ембріональний стан.

   Джон Гурдон, який нині є професором в інституті, що носить його ім’я, став об’єктом насмішок з боку своїх колег, коли в 1960-х роках минулого століття розпочав серію експериментів, щоб довести, що розвиток клітини можна повернути у протилежному напрямі. На той час біологи знали, що всі клітини в ембріоні мають потенціал стати будь-якою клітиною в організмі, однак вони вважали, що як тільки шлях розвитку для кожної клітини встановлено — наприклад, клітина стає частиною мозку, м’язовою клітиною тощо, — її вже неможливо повернути в ембріональний стан. Науковці вважали, що на шляху свого розвитку клітини або втрачають, або інактивують ті гени, які в майбутньому вже не будуть використовуватись, отже, клітину, отриману від дорослої тварини, неможливо повернути в ембріональний стан і створювати з неї інші клітинні лінії.

   Експериментуючи з жабами, Гурдон довів, що ця загальноприйнята думка неправильна, і продемонстрував, що репрограмування клітин до деякої міри можливе. Дослідник взяв ДНК із зрілої клітини кишки жаби і ввів цей генетичний матеріал в яйцеклітину жаби. Коли цю змінену яйцеклітину було запліднено, то з неї розвинувся нормальний пуголовок, що чітко вказувало на те, що гени з клітини кишки були піддатливі до репрограмування. Гени з дорослої клітини зберігали здатність дати розвиток будь-якій клітинній лінії, необхідній для створення абсолютно нового організму жаби.

    Тоді, коли Гурдон намагався переконати своїх скептичних опонентів в Англії, в Японії, в місті Осака, народився хлопчик, який врешті-решт підхопив ідеї англійського вченого і розвинув їх до неймовірних меж. Спочатку Яманака піддався бажанню батька і став ортопедичним хірургом. Але скоро він зрозумів, що не є тією людиною, яка має стати хірургом. Його більшою мірою цікавили глибоко приховані біологічні процеси, які спонукають функціонувати організм. І Яманака став науковцем, розпочавши кар’єру в лабораторії, команда якої намагалася знайти шлях до зниження продукування організмом холестерину. Ця робота не була особливо успішною, але молодий вчений зацікавився питанням про те, що саме спонукає клітини ділитися, проліферувати і розвиватись у певному напрямку.

   У 2006 році, працюючи в Кіотському університеті, Яманака приголомшив науковців світу повідомленням, що йому вдалося досягти того, чого досяг Гурдон із клітинами жаби, але при цьому не використовуючи яйцеклітини. Після певних маніпуляцій із чотирма генами у клітинах шкіри, отриманих від дорослої миші, йому вдалося репрограмувати ці клітини і повернути їх до ембріонального стану. Тобто він, по суті, нівелював шлях розвитку цих клітин і повернув їхній годинник назад. Маніпуляції з цими чотирма генами реактивували інші гени, активні в ранньому ембріональному стані, і виключили ті гени, які спрямовують розвиток клітини в напрямку клітинної лінії шкіри.

   На той момент дослідники вже продемонстрували, що клітини, отримані з ембріонів на ранніх стадіях їх розвитку, можуть відігравати роль таких ембріональних стовбурових клітин. Але Яманака фактично переписав закони біології, продемонструвавши, що можна повернути дорослі клітини назад, до стовбурових клітин — тепер ці клітини відомі під назвою індукованих плюрипотентних стовбурових клітин. При цьому Яманака не використовував ні яйцеклітини (адже в яйцеклітині можуть бути якісь фактори, що впливають на етапі раннього розвитку), ні ембріональні клітини.

   Відкриття, які зробили Гурдон і Яманака, поставили фундаментальні біологічні концепції з ніг на голову. Їх експерименти доводять, що кожна клітина — як молода, так і стара, — і незалежно від того, де вона міститься — в ембріоні чи в дорослому організмі, — має подібну здатність репрограмувати себе, щоб знову стати юною і, таким чином, розвинутись у будь-яку клітину дорослого організму. Більше того, відкриття, зроблене Яманакою, забезпечує практичне вирішення актуальної проблеми, з якою стикаються науковці, що працюють у ділянці біології стовбурових клітин. Адже донині єдиним джерелом людських ембріональних стовбурових клітин були людські ембріони, і в процесі отримання стовбурових клітин ембріони руйнуються. Ця проблема настільки збурювала суспільство, що президент США Джордж Буш у 2001 році наклав заборону на створення нових ліній стовбурових клітин із тих зайвих ембріонів, які залишаються під час реалізації програм лікування неплідності (цю заборону відмінив президент Обама у 2009 році).

    Застосування методу Яманаки дає потенційну можливість для кожного пацієнта ставати джерелом для заміщення своїх клітин, уражених патологічним процесом. Буквально через кілька тижнів після опублікування повідомлення про відкриття Яманаки в 2006 році лабораторії в різних країнах світу почали застосовувати так звані “фактори Яманаки”, щоб генерувати велику кількість ліній стовбурових клітин зі шкіри та інших зрілих клітин. Менш ніж через рік після свого відкриття Яманака зробив наступний важливий крок у дослідженнях: застосовуючи той самий метод, він повернув до ембріонального стану клітини, вже отримані зі шкіри людини. Один із відомих учених у галузі біології стовбурових клітин (доктор Deepak Srivastava) заявив: “Імовірно, в наступні 5–10 років, застосовуючи ту саму технологію, ми зможемо регенерувати органи і створимо принципово нові методи лікування в ділнці регенеративної медицини при багатьох різних захворюваннях у людини”.

   Нещодавно Яманака повідомив, що група науковців із Кіотського університету, яку він очолює, готується до трансплантації клітин сітківки, які створені з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин, пацієнтам із макулярною дистрофією. Але найбільшою перепоною на шляху до цього є питання про безпеку такого лікування, адже в регенеративній медицині треба багато разів пересвідчитися в тому, що в пацієнтів не виникатимуть серйозні небажані ефекти такого лікування.

   Оскільки індуковані плюрипотентні стовбурові клітини створені зі зрілих клітин унаслідок певних маніпуляцій з метою отримати зовсім інші клітини, існує небезпека того, що після введення в організм пацієнта вони можуть взаємодіяти з певними субстанціями й іншими тканинами організму, що може призвести до їх патологічного росту. Або й взагалі, ці створені клітини не зможуть функціонувати в організмі. Останні дослідження засвідчують, що хоч індуковані плюрипотентні стовбурові клітини майже не відрізняються від ембріональних стовбурових клітин, все-таки деякі відмінності існують і наразі вони ще повністю не є зрозумілими.

http://msvitu.com/archive/2012/october/article-8.php