Limitsiz İmkanlar
Dekabrın 10-da Stokholmda Fiziologiya və Tibb üzrə Nobel Mükafatı Con B. Qurdon və Şinya Yamanakaya "yetkin hüceyrələrin pluripotent olmaq üçün yenidən proqramlaşdırıla biləcəyini kəşf etdiklərinə görə" veriləcək. Professor, elmlər doktoru, Rusiya El
Kök hüceyrə tədqiqatlarına görə bir neçə Nobel mükafatı verilmişdir və laboratoriyamız bütün bu sahələrdə işləyir. Bu, ilk dəfə 2007-ci ildə baş verdi ( mükafat Mario Capecchi, Martin Evans və Oliver Smithies-ə "embrion kök hüceyrələrindən istifadə edərək siçanlarda xüsusi gen modifikasiyalarının tətbiqi prinsiplərini kəşf etdiklərinə görə" verildi. red. ), baxmayaraq ki, siçan embrion kök hüceyrələri 1981-ci ildə insan embrionu tərəfindən əldə edildi. kök hüceyrələr. Bu, texnoloji sıçrayış idi.
Bu gün embrion kök hüceyrələri çox böyük, qeyri-məhdud potensiala malik olan pluripotent kök hüceyrələrin xüsusi bir halıdır. İnduksiya edilmiş pluripotent kök hüceyrələr (iPSCs) bu il Fiziologiya və Tibb üzrə Nobel Mükafatına layiq görülən yenidən proqramlaşdırma texnologiyalarından istifadə etməklə istehsal edilə bilər. Yenidən proqramlaşdırma texnologiyası yetkin insan hüceyrəsinin götürülməsini və ona genetik manipulyasiya yolu ilə dörd zülalın - pluripotent vəziyyəti təyin edən transkripsiya faktorunun daxil edilməsini nəzərdə tutur. Bir müddət sonra yetkin bir insanın hüceyrəsi "cavanlaşacaq", embrional vəziyyətə girəcək və pluripotensiyanın xüsusiyyətlərini qazanacaq.
Beləliklə, dərinizdən bir parça götürə, onu yenidən proqramlaşdıra və sonra yaranan pluripotent hüceyrələrdən tamamilə yeni bir orqanizm yetişdirə bilərsiniz. Oxşar təcrübə siçanlar üzərində uğurla həyata keçirilib. Siçanın quyruğundan hüceyrələr götürdülər, onlardan birini yenidən proqramlaşdırdılar və sonra tək bir iPSC-dən bütöv bir heyvan böyüdü.
Bu tibb texnologiyası baxımından nə deməkdir?
Bu gün yaşayan hər bir insandan bir dəri və ya qan hüceyrəsini götürə, onu pluripotent vəziyyətə yenidən proqramlaşdıra və bu pluripotent kök hüceyrələrdən laboratoriya şəraitində xəstənin ehtiyac duyduğu bu və ya digər ixtisaslaşdırılmış toxuma növünü əldə edə bilərik. Məsələn, kardiyomiyositlər - ürək əzələsinin hüceyrələri və ya gözün retinası.
İnduksiya edilmiş pluripotent kök hüceyrələrdən əldə edilən kardiyomiyositlər. Videoçarxı Rusiya Elmlər Akademiyasının Ümumi Genetika İnstitutunun Hüceyrə Texnologiyalarının Genetik Əsasları Laboratoriyası təqdim edib.
Məsələn, Shinya Yamanaka iPSC-dən əldə edilən piqment epitel hüceyrələrindən istifadə edərək makula degenerasiyasının müalicəsinin klinik sınaqlarına başlamağı planlaşdırır. Biz də oxşar araşdırmalar aparırıq. Bir müddət əvvəl bizə bir ailə gəldi, onların bir neçə nəsli Stargardt makulyar degenerasiya adlı genetik xəstəlikdən əziyyət çəkir. Bu xəstəliklə orta yaşda görmə itkisi başlayır. Bu ailənin üzvlərində xəstəliyə səbəb olan mutasiya müəyyən edilməmişdir - məlum mutasiyalar siyahısında yoxdur.
Onların şəxsi iPSC-ləri dəri hüceyrələrindən əldə edilmişdir. Yeri gəlmişkən, işində bizə istinad edən Yamanaka kimi, pluripotent hüceyrələrdən gözün tor qişasını və piqmentli epitelini əldə edə bilərik. İPSC-lərdən biz miniatür bir göz yetişdirdik, inkişafının ilk mərhələlərində - o, həqiqətən gözə bənzəyir. Daha sonra xəstənin göz modelində hansı genlərin ifadəsinin normadan fərqli olduğunu öyrənməyə başladıq və fotoreseptorların və piqmentli epitelin degenerasiyasına səbəb olan mutasiyaya uğramış gen tapdıq. İndi biz əlavə təcrübə aparmalı və buna 99,9 faiz əmin olsaq da, bu xüsusi genin xəstəliyə səbəb olduğuna əmin olmalıyıq.
Gələcəkdə xəstələrin induksiya etdiyi pluripotent kök hüceyrələrində aşkar edilmiş mutasiyanı düzəltməyi planlaşdırırıq – bunun üçün bizdə bütün vasitələr var. Bu gün onlarda gen dəyişdirmə də daxil olmaqla istənilən genetik manipulyasiya aparmaq mümkündür. Daha sonra korreksiya edilmiş iPSC-ləri retinal piqmentli epitel hüceyrələrinə diferensiallaşdırırıq və bununla da xəstəyə transplantasiya üçün "düzgün" toxuma - genetik cəhətdən bərpa edilmiş hüceyrələr istehsal edirik.
Oktyabr ayında mükafatın qalibləri elan edildikdə, Karolinska İnstitutunda Nobel Assambleyasından bir məqalə, induksiya edilmiş pluripotent kök hüceyrələrdən yeni dərmanlar tapmaq üçün istifadə edilə biləcəyini söylədi.
Bəli. Məsələn, Huntington xoreası kimi bir xəstəliyi götürək. Bu, huntingtin protein genində təkrarların sayının artması səbəbindən baş verir və hüceyrələrin anormal formalı bir protein istehsal etməsinə səbəb olur. Bu da öz növbəsində beyin neyronlarının ölümünə səbəb olur.
Huntington xəstəliyi olan bir xəstədən huntingtin genində eyni sayda təkrar olan dəri hüceyrələrini götürə bilərik (bu gen dəri hüceyrələrində işləmir, ona görə də sağlam böyüyürlər) və onlardan iPSC-lər hazırlaya bilərik. Sonra pluripotent hüceyrələri bu xəstəlikdən əziyyət çəkən neyron tiplərinə ayırmalı və normanın fiziologiyasının patologiyanın fiziologiyasından necə fərqləndiyini görməliyik. Bundan sonra hansı mövcud kimyəvi birləşmələrin bu fizioloji dəyişiklikləri normallaşdırmağa kömək edəcəyini müəyyən etmək mümkündür. Bu fərdi yanaşma Huntington xəstəliyi üçün xüsusilə vacibdir, çünki təkrarların sayı çox dəyişir. Dərman kəşfi üçün model sisteminin necə yaradılacağına dair diaqramdır.
Başqa bir misal: kardio- və hepatotoksikliyə görə dərmanların 30 faizi klinik sınaqların birinci mərhələsində dərhal rədd edilir. Bu, onların qeyri-adekvat modellərdə - dovşan toxuması nümunələrində sınaqdan keçirildiyi üçün baş verir. İndi embrion və ya induksiya edilmiş pluripotent kök hüceyrələrdən kardiyomiyositlər əldə etmək və onların üzərində yeni dərmanı - normal insan hüceyrələrində sınaqdan keçirmək mümkün olub.
Sonra biz klinik sınaqların birinci və ya ikinci mərhələsinin tamamilə yox olacağı və ya qısaldılacağı prinsipial olaraq yeni dərman sınaq sistemlərinə keçə biləcəyik, çünki təhlükəsizlik testləri daha adekvat bir sistemdə aparılacaqdır. Tədqiqat vaxtı azalacaq və dərmanın qiyməti aşağı düşəcək. Axı yol kənarında qalan bu 30 faiz vəsaitə hər il təxminən 8 milyard dollar xərclənir.
Hazırkı Nobel mükafatı laureatları tərəfindən hazırlanmış yenidən proqramlaşdırma texnologiyasının verdiyi ən vacib şey odur ki, bu, kifayət qədər sadə və ucuz bir şəkildə şəxsi pluripotent kök hüceyrələri əldə etməyə imkan verdi, bunun üçün artıq orqanizmin ixtisaslaşmış hüceyrələrini və toxumalarını yetişdirmək üsulları mövcuddur ki, bu da patologiyanın genetik korreksiyasını həyata keçirməyə imkan verir və xəstəliyin baş vermə mexanizmlərini başa düşməyə imkan verir. Bütün bunlar bizə iPSC-ləri fərdiləşdirilmiş tibbin əsası adlandırmağa imkan verir.