Nομπέλ στα «ηθικά» βλαστικά κύτταρα - O Βρετανός John Gurdοn και ο Ιάπωνας Shinya Υamanaka μοιράζονται το εφετινό Νομπέλ Ιατρικής. British-Japanese duo win Nobel for stem cell research

O Βρετανός John Gurdοn και ο Ιάπωνας Shinya Υamanaka μοιράζονται το εφετινό Νομπέλ Ιατρικής. Πετυχαίνοντας να μετατρέψουν διαφοροποιημένα κύτταρα σε πολυδύναμα βλαστικά, πραγματοποίησαν μια επιστημονική επανάσταση: άλλαξαν τη θεώρησή μας για την ανάπτυξη των οργανισμών και έθεσαν τις βάσεις για την αναγεννητική ιατρική.

Ο γεννημένος το 1933 Gurdοn, ανακάλυψε το 1962 ότι η κυτταρική διαφοροποίηση δεν είναι μονόδρομος. Με στόχο να διερευνήσει αν τα εξειδικευμένα κύτταρα διατηρούν ή χάνουν το DNA που δεν χρησιμοποιούν, ο φοιτητής τότε Gurdοn αντικατέστησε τον πυρήνα ενός ωαρίου βατράχου με τον πυρήνα εντερικού κυττάρου. Όταν από το ωάριο αυτό προέκυψε γυρίνος, ο  Gurdοn πήρε την απάντησή του: ναι, τα κύτταρα διατηρούν το DNA που δεν χρησιμοποιούν. Επιπλέον διεπίστωσε ότι το ωάριο είχε την ικανότητα να αξιοποιήσει αυτή την πληροφορία.

Σαράντα και πλέον χρόνια αργότερα, το 2006, ο Shinya Υamanaka, κατέδειξε ότι και τα διαφοροποιημένα κύτταρα των θηλαστικών είχαν αντίστοιχες ιδιότητες. Εισάγοντας 4 γονίδια-κλειδιά σε διαφοροποιημένα κύτταρα ποντικού πέτυχε να τα μετατρέψει σε πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα, τα οποία με την κατάλληλη μοριακή καθοδήγηση μπορούσαν να μετατραπούν στη συνέχεια σε όλους του κυτταρικούς τύπους του οργανισμού.

Οι ανακαλύψεις των εφετινών τιμώμενων άλλαξαν ριζικά την κατανόησή μας για την ανάπτυξη των οργανισμών και δημιούργησαν νέα επιστημονικά πεδία. Χάρη σε αυτές οι ερευνητές ελπίζουν ότι στο κοντινό μέλλον, πολλές ασθένειες θα αντιμετωπίζονται με τη βοήθεια κυτταρικών θεραπειών.

Από τα αμφίβια στα θηλαστικά

 Δεν είναι συχνό στην ιστορία των Νομπέλ να μοιράζονται ένα βραβείο δύο επιστήμονες των οποίων οι ανακαλύψεις απέχουν χρονικά σχεδόν μισό αιώνα. Είναι χαρακτηριστικό το γεγονός ότι ο Yamanaka γεννήθηκε τη χρονιά που ο Gurdon δημοσίευσε το κλασσικό πια άρθρο του.

Το 1962, λίγα μόλις χρόνια μετά την αποκάλυψη της διπλής έλικας του DNA, ελάχιστα ήταν γνωστά για το μόριο της κληρονομικότητας. Ένα από τα κεντρικά ερωτήματα ήταν πώς με τη βοήθεια του μορίου αυτού ένα γονιμοποιημένο ωάριο δίνει έναν ολόκληρο οργανισμό. Πώς, δηλαδή το αναπτυσσόμενο έμβρυο χρησιμοποιεί διαφορετικά τμήματα γενετικού υλικού προκειμένου να φτιάξει κύτταρα δέρματος, εντέρου, ήπατος κοκ.; Μια ιδέα ήταν ότι κάθε κύτταρο αποβάλλει την γενετική πληροφορία που του είναι άχρηστη και κρατά μόνο αυτή που του επιτρέπει να δημιουργήσει την ταυτότητά του.

Χρησιμοποιώντας γενετικό υλικό από διαφοροποιημένο εντερικό κύτταρο βατράχου για να δημιουργήσει γυρίνους ο Gurdon όχι μόνο απέδειξε ότι η παραπάνω ιδέα ήταν λανθασμένη (τα κύτταρα διατηρούν το σύνολο της πληροφορίας που κληρονομούν από το ωάριο και το σπερματοζωάριο), αλλά και πως η διαφοροποίηση ενός κυττάρου δεν ήταν μονόδρομος: ο πυρήνας του διαφοροποιημένου κυττάρου «ξανάνιωνε» τοποθετούμενος μέσα στο ωάριο.

O John Gurdοn

Μετά τον αρχικό σκεπτικισμό (O Gurdon ήταν νέος και άσημος, ενώ διάσημοι ερευνητές είχαν αποφανθεί διαφορετικά στο παρελθόν), η επιστημονική κοινότητα αποδέχθηκε σύσσωμη ότι το DNA παραμένει ακέραιο σε όλα τα κύτταρα του οργανισμού, τα οποία χρησιμοποιούν μόνο όποιο κομμάτι τους χρειάζεται σε κάθε χρονική στιγμή. Για την κυτταρική διαφοροποίηση όμως υπήρχε η πεποίθηση ότι αυτή δεν θα ήταν δυνατή σε οργανισμούς πιο περίπλοκους από τα αμφίβια.

Ο Shinya Υamanaka

Όταν ο Yamanaka και οι συνεργάτες του εισήγαγαν τα 4 γονίδια σε ινοβλάστες (διαφοροποιημένα κύτταρα του συνδετικού ιστού) διεπίστωσαν ότι αυτά έχαναν τη διαφοροποίησή τους και επανέρχονταν σε μια αδιαφοροποίητη κατάσταση. Τα κύτταρα του Yamanaka ονομάστηκαν iPS cells (induced pluripotent stem cells) και σε αυτά έχουν εναποτεθεί πολλές ελπίδες, καθώς κατ’ αντιστοιχία με τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα μπορούν και αυτά να διαφοροποιηθούν στη συνέχεια σε οποιονδήποτε κυτταρικό τύπο του οργανισμού.

Οι ιατρικές εφαρμογές

Από το 2006 που ο Yamanaka και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν τα ευρήματά τους σχετικά με τη δημιουργία των iPS κυττάρων, πολλές ερευνητικές ομάδες ανά τον κόσμο ασχολήθηκαν με το θέμα. Έτσι, έχει καταδειχθεί ότι είναι δυνατή και η αποδιαφοροποίηση ανθρώπινων ενηλίκων κυττάρων, ενώ το όνειρο της αναγεννητικής ιατρικής τείνει ολοένα και περισσότερο να γίνει πραγματικότητα. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι, χάρη στις ανακαλύψεις των δύο εφετινών τιμωμένων, πολύ σύντομα θα δημιουργούνται στο εργαστήριο όργανα και ιστοί για μεταμοσχεύσεις. Τα όργανα αυτά θα έχουν προκύψει από κύτταρα του εκάστοτε ασθενούς και δεν θα απορρίπτονται. Καθώς δε για τη δημιουργία τους δεν θα έχει χρησιμοποιηθεί έμβρυο, δεν θα βαρύνονται από το ηθικό φορτίο που έχουν τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα.

Χρειάστηκε η δημιουργία της Ντόλι, του προβάτου που υπήρξε το πρώτο κλωνοποιημένο θηλαστικό, για να καταρριφθεί και αυτή η άποψη. (Η Ντόλι δημιουργήθηκε το 1997 από πυρήνα κυττάρου μαστού που εισήχθη σε ωάριο από το οποίο είχε αφαιρεθεί ο πυρήνας).

Όταν λοιπόν κατέστη σαφές ότι και το DNA των θηλαστικών μπορούσε να «ξανανιώσει» τοποθετούμενο στο κατάλληλο περιβάλλον (στην προκειμένη περίπτωση, στο εσωτερικό του ωαρίου), άρχισε μια πραγματική επανάσταση. Οι ερευνητές τόλμησαν να ονειρευτούν ότι θα μπορούσαν από ένα ώριμο κύτταρο ασθενούς (π.χ. κύτταρο δέρματος) να δημιουργούν αδιαφοροποίητα κύτταρα και από αυτά να δημιουργούν κύτταρα ή ιστούς για μεταμοσχεύσεις.

Την ελπίδα ότι τα επιστημονικά όνειρα δεν ήταν ανεδαφικά έδωσε ο Shinya Υamanaka εργαζόμενος με ποντίκια. Μελετώντας εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα, κύτταρα τα οποία προκύπτουν από τις πρώτες κυτταρικές διαιρέσεις του γονιμοποιημένου ωαρίου και από τα οποία στη συνέχεια παράγονται όλα τα όργανα του αναπτυσσόμενου εμβρύου, ο Ιάπωνας ερευνητής μπόρεσε να εντοπίσει τα 4 γονίδια που χαρίζουν στα εν λόγω κύτταρα τις ιδιότητές τους.