Epigenetica si viitorul celulelor stem

Toate sursele de obtinere a celulelor stem isi au sustinatorii si
opozantii lor, dar se poate afirma cu certitudine ca epigenetica
se afla in stransa legatura cu viitorul acestor celule.

Toate sursele de obtinere a celulelor stem isi au sustinatorii si
opozantii lor, dar se poate afirma cu certitudine ca epigenetica
se afla in stransa legatura cu viitorul acestor celule.

De ce se formeaza o tumora? De ce unii oameni
imbatranesc precoce iar altii se mentin bine si dupa 90
de ani? De ce menopauza se intaleaza la batranete? De
ce primul mamifer clonat, oaia Dolly, a murit prematur?
Sunt intrebari la care raspunde epigenetica, o noua
ramura a biologiei moleculare. Daca genetica studiaza
secventa ADN-ului unui organism, epigenetica isi propune
sa studieze toate modificarile chimice (dar care nu
provoca modificari la nivelul secventei genice) pe care
ADN-ul le suporta de la debutul si pana la finele vietii.

Dar daca terapiile bazate pe substitutia de celule
stem nu ar fi fost pe deplin necesare? Si daca oamenii
se dovedesc a fi in stare sa manipuleze celulele stem existente
sau sa obtina unele modificate prin inginerie genetica,
reusind proliferarea si dezvoltarea lor ulterioara
in pacient? Poate parea acesta o ipoteza ha zardata dar
cercetatorii s-au focusat mai mult pe sursele din care se
pot obtine aceste celule si mai putin pe mecanismele si
semnalele epigenice care determina destinul unui individ.

Aceasta posibilitate nu poate ramane la infinit numai
la dispozitia hazardului. Cercetarea epigenica este
de importanta cruciala pentru tehnologia celulelor
stem. Cercetarile facute, de-a lungul anilor, de grupul
de geneticieni condus de profesorul Amanda Fisher, au
aratat ca desi celulele evolueaza, unele zone ale genomului
lor sunt „inchise” de varii modificari epigenetice.
Aceasta limitare a accesului se manifesta prin limitarea
potentialului lor. Dat fiind ca celulele stem sunt in
masura sa produca orice tip de celula, se cunoaste, si
unele studii au demonstrat-o, ca ADN-ul lor este „deschis”
instructiunilor si manipularii. Cercetatorii spera
ca – descifrand natura acestor intructiuni, cum pot fi implementate
si mentinute modificarile epigenice si in ce
mod le pot influenta conditiile din interiorul celulei – va
fi posibila imbunatatirea tehnicilor de cultura pentru a
transforma celule stem in tipuri de celule specifice.

Insa, date fiind multe dintre limitarile de natura
tehnica, etica si practica, unele terapii celulare pot
ramane indisponibile pentru mult timp de acum incolo,
dar cu siguranta in viitorul va dezgropa secretele epigenice
ale celulor stem.

Cum pot ramane stem?

O celula stem este controlata de prezenta si de
modificarea proteinelor care inactiveaza unele dintre
genele care determina celule sa se dezvolte in tesut
cardiac sau in oricare alt tip de tesut. Gratie prezentei
simultane a diverselor modificari proteice celule stem
sunt pregatite sa se dezvolte in celule specializate.

Cercetatorii de la Genome Institute of Singapore
(GIS), Bioprocessing Technology Institute (BTI), Agency
for Science, Technology and Research (A*STAR si de
la National University of Singapore (NUS) s-au reunit
intr-o ampla colaborare stiintifica.

Rezultatul a fost identificarea moleculelor care
asigura crucial mentinerea in „stand-by” a celulelor
stem. H3K4me3 si H3K27me3 sunt clasificate printre
modificarile epigenice care influenteaza schemele de activare
genetica atit la celulele stem embrionare umane
cat si la cele mature. Cercetatorii au descoperit ca genele
modificate numai de unul dintre markeri, mai precis
H3K4me3, contin instructiuni pentru proteinele care permit
celulelor stem sa prolifereze si sa se duplice.

In articolul publicat in revista „Cell-Stem Cell”, autorii
studiului au subliniat ca „prevalenta acestor gene
poate fi corelata cu proprietatea de autoregenerare a
celulelor stem”. Determinand in ce maniera aceste celule
sunt modificate de markerii epigenici, oamenii de
stiinta au posibilitatea de a explica caracteristicile unice
de care beneficiaza celulele stem, cum ar fi capacitatea
de autoreinoire si pluripotenta.

Viitorul celulelor stem,
modificarea genetica

Cu cateva luni inainte ca Nobelul sa revina unor
cercetatori concentrati pe potentialul terapeutic al celulor
stem, o intrunire a American Society of Gene
Therapy, a deschis calea unui noi posibilitati medicale.
S-a vorbit de posibilitatea de a trata bolile cu celule
stem modificate genetic.

Acestea sunt deja in stadiu de experimentare clinica
pentru tratamentul diabetului si al unui grup de patologii
neurodegenerative. Celulele stem devin astfel o
tinta mult mai interesanta pentru terapia genica deoarece
celulele normale folosite in scopuri terapeutice sunt limitate in actiunea lor atat de durata de viata,
cit si de capacitatea de multiplicare.

Cercetatorii au identificat un tip de celula sensibila
la glucoza si care cu ajutorul ingineriei genetice ar putea
fi determinata sa produca insulina. O buna candidata
pentru aceasta functiune este celula K prezenta in
partea superioara a intestinului subtire si care deja produce
hormonul GIP ca raspuns la prezenta glucozei din
intestin. Daca celulele K pot fi modificate genetic pentru
a produce ele insele insulina, aceasta ar reprezenta
un mare pas in descoperirea unui tratament eficace
al diabetului.

Precautii pentru folosirea neetica
a celulelor stem

Intr-un viitor proxim, cercetarea asupra celulelor
stem poate revolutiona modul de tratare a „bolilor
mortale”. Medicii si oamenii de stiinta isi focuseaza
cercetarile asupra celulelor stem in speranta combaterii
maladiilor care afecteaza milioane de persoane:
diabetul, scleroza multipla, scleroza laterala
amiotrofica, osteoporoza, unele forme de cancer, fibroza
chistica, leziunile maduvei spinarii, autismul,
ictusul, Parkinson sau Boala Alzheimer.

Dispozitiile oficiale care reglementeaza limitele
si folosirea celulelor stem in cercetare si terapii
medicale variaza de la o tara la alta. In Germania
de exemplu, recoltarea de celule stem de la un embriom
uman este considerata ilegala. In Marea Britanie
insa este perfect legala, dar legile in materie
sunt riguroase: cercetatorii nu pot folosi embrioni
umani lasati sa se dezvolte mai mult de 14 zile de la
fecundare. La nivelul Uniunii Europene sunt la ora
actuala peste 100.000 de embrioni „de rezerva”
conservati in banci specifice.

In multe dintre tari nu exista inca legi explicite
care sa disciplineze cercetarea asupra celulelor stem
umane. Folosirea embrionilor umani genereaza mari
controverse in termeni etici si de aceea cercetatorii
din toata lumea cauta noi surse de celule stem. Tipul
de celule stem care se gaseste in maduva spinarii la
adulti pare sa fie una dintre posibilitati.

Si prelevarea de celule stem de la un adult isi
are adversarii sai si nu este pe deplin acceptata din
punct de vedere etic nici la nivel individual si nici la
nivel guvernamental.
Daca insa studiile si cercetarile care se fac vor
dovedi functionala aceasta metoda, se deschide o
perspectiva fantastica pentru medicina. Primele rezultate
par promitatoare cu toate ca oamenii de
stiinta nu cunosc inca exact versatilitatea celulelor
stem din maduva osoasa, dar pe baza rezultatelor
obtinute pana acum isi pot exprima optimismul.

Pentru a evita insa abuzurile Grupul European
de Etica in Stiinte si Noi Tehnologii si-a facut publica
pozitia care traseaza liniile directoare ale ghidului
de folosire a celulelor stem in proiecte de cercetare
finantate de UE. Conform acestor norme
trebuie dovedit ca celulele stem provin de la embrioni
neimplantati in cursul fecudarii in vitro. De
asemenea, aduce un plus de transparenta in ceea
ce priveste datele personale si informatiile despre
conditiile de donare a embrionilor.

Totodata expertii recomanda sa se tina cont nu
numai de normele etice adoptate de Parlamentul European,
dar si de alte consideratii suplimentare.