Myší kmenové buňky: nevhodný model pro člověka?

Neúplné přeprogramování kmenových buněk Epiblastu může zkreslit výsledky

Transformace kmenových buněk epiblastu na nervovou buňku inaktivací signální dráhy FGF: Molekulární mechanismy diferenciace lidských nebo myších kmenových buněk mohou být podobné, ale mohou se také výrazně lišit. © Boris Greber
číst nahlas

Vědci v Německu smějí zkoumat lidské embryonální kmenové buňky pouze tehdy, pokud „předem objasnili“ své otázky týkající se živočišných buněk. Ale takové testy jsou často zbytečné nebo dokonce zavádějící, jak ukazuje studie v časopise "Stem Cell". Zejména epiblastové myší kmenové buňky, které jsou považovány za zvláště lidské, se v nových experimentech ukázaly být jen částečně přeprogramovány, a proto pro mnoho otázek nevhodné.

Oni jsou považováni za nejdůležitější modelový organismus pro zkoumání lidské biologie: Ačkoli myši vypadají velmi odlišně, jejich základní vybavení je podobné tomu Homo sapiens v mnoha ohledech. Například u působivých 99 procent myších genů existuje v lidském genomu odpovídající sekvence. Po celá léta vědci přemýšleli o tom, jak daleko lze poznatky z vyšetřování myší na embryonálních kmenových buňkách (ES) přenášet na člověka.

Myší kmenové buňky jsou vhodné pouze částečně

Ačkoli jak lidské, tak myší ES buňky jsou pluripotentní, jsou schopné tvořit jakýkoli z více než 200 buněčných typů těla. Také v obou typech buněk je aktivní gen, který je nezbytný pro udržení pluripotence a potenciálně způsobuje nesmrtelnost jak oocytů, tak embryonálních kmenových buněk a časných embryí. Ale v jiných ohledech je již dlouho známo, že lidské a myší ES buňky se výrazně liší. Například určité signalizační sloučeniny, které mohou být použity ke stimulaci myších buněk, aby se vyvinuly do jaterních, nervových nebo svalových buněk, nevyvolávají v lidských ES buňkách žádné nebo velmi odlišné účinky. Důvody jsou stále nejasné.

Epiblastové kmenové buňky jako nová příležitost?

V roce 2007 se však dvěma výzkumným týmům podařilo izolovat slibný nový druh pluripotentních buněk z myších embryí. Tyto takzvané epiblastové kmenové buňky (EpiSC) se nezískávají jako „klasické“ ES buňky z několika dnů starého embrya ve stádiu blastocysty, ale z embrya, které se právě vnořilo do dělohy a je označováno jako Epiblast. Úžasné je, že ačkoli kmenové buňky Epiblastu jsou ve skutečnosti o krok dále ve vývoji, zdálo se, že jsou více podobné lidským buňkám ES než „klasické“ buňky myší ES.

"V obecné vědecké diskusi byly proto myší epiblastové kmenové buňky nastaveny tak, aby byly prakticky stejné jako lidské ES buňky, " říká Boris Greber, první autor nyní publikované studie. Ale biochemik chtěl vědět víc. On a jeho kolegové kolem Hansa Sch lera z Institutu Maxe Plancka pro molekulární biomedicinu v M steru proto ve své poslední studii zkoumali, jak myší epiblast a lidské embryonální kmenové buňky ovlivňují různé růstové faktory a inhibitory reagují. zobrazit

Přeprogramování neúplné

A hle, hle: Oba typy buněk se lišily centrálním bodem. O kmenových buňkách epiblastů i lidských ES buňkách se říká, že se rozmnožují a zůstávají celé s přídavkem specifického hormonu, růstového faktoru FGF2. Ale zatímco růstový faktor FGF aktivně podporoval samoobnovení, tzv. Přeprogramování, lidských buněk ES, u myších epiblastů to neplatilo.

End Nakonec to znamená, že mnoho předběžných studií na živočišných buňkách nemusí být k ničemu, zejména v lékařsky relevantních projektech. Výsledky těchto předběžných testů mohou být dokonce zavádějící. “V budoucnu Sch ler pokračuje, lidské ES buňky jsou pro výzkum kmenových buněk nezbytné. „Poslední úspěchy v oblasti přeprogramování zralých buněk lidského těla někdy vyvolávají dojem, že experimenty s lidskými buňkami ES jsou nyní zastaralé. Ale tento dojem je pravdivý. “Techniky pro přeprogramování ani účelná diferenciace buněk dosud nedospěly.

Lidské kmenové buňky zůstávají nepostradatelné

Pouze zlomek buněk, které vědci zacházejí se svými recepty, má správné vlastnosti. A pouze pomocí pracných, zdlouhavých testů lze úspěšně převedené buňky identifikovat mezi množstvím neúplně přeprogramovaných buněk. „Naše nedávná studie ukazuje, že systémy zvířecích modelů nejsou pro mnoho takových testů způsobilé, “ říká Sch ler. „Zejména pokud jde o vývoj bezpečných a účinných terapií kmenovými buňkami, budeme nadále potřebovat lidské ES buňky jako zlatý standard pro srovnání. V takovém případě může dlouhé předběžné vyšetřování živočišných buněk ztrácet drahocenný čas a zdroje. ““

(Max Planck Society, 05.03.2010 - NPO)