21ος αιώνας: ο αιώνας των βλαστοκυττάρων

Στον αιώνα που διανύουμε δύο βραβεία Νόμπελ απονεμήθηκαν σε ερευνητές που το πεδίο της έρευνές τους είναι τα βλαστοκύτταρα. Το βραβείο Νόμπελ φέτος μοιράστηκε ανάμεσα στον Ιάπωνα Shinya Yamanaka, καθηγητή στο Πανεπιστήμιο του Kyoto και τον Άγγλο John Gurdon, παλαιότερα καθηγητή στο Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ και σήμερα Πρόεδρο του Gurdon Institute of Cambridge.

To βραβείο αφορά μεθοδολογία που μετατρέπει κύτταρα του ενήλικα, όπως του δέρματος, σε πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να εξελιχτούν σε άλλα είδη κυττάρων του ανθρώπινου σώματος. Τα κύτταρα αυτά με την ονομασία επαναπρογραμματιζόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα ή Induced Pluripotent Stem Cells (IPSCs) εμφανίζουν χαρακτηριστικά εμβρυϊκών κυττάρων με τα πλεονεκτήματα, αλλά και τους περιορισμούς στη χρήση τους.

Η ανάπτυξη της μεθόδου αυτής στηρίχτηκε στα πειράματα που είχε δημοσιεύσει το 1960 ο Gurdon, ο οποίος ήταν ο πρώτος που ανέπτυξε τη μέθοδο της κλωνοποίησης στο βάτραχο, χρησιμοποιώντας δερματικά κύτταρα. Η μέθοδος στη συνέχεια εφαρμόστηκε στο πρόβατο και το 1997 δημιουργήθηκε η Dolly.

Το 2006 ο Yamanaka σε ηλικία 50 ετών στηριζόμενος στην τεχνολογία αυτή μετέτρεψε ενήλικα κύτταρα του δέρματος σε πολυδύναμα βλαστοκύτταρα και μάλιστα εμβρυϊκού τύπου. Τα καινούρια βλαστοκύτταρα μπορούν να μετατραπούν σε όλα τα κύτταρα του οργανισμού και να χρησιμοποιηθούν στην Αναγεννητική Ιατρική για την αποκατάσταση οργάνων.

Εάν η μέθοδος αυτή κριθεί ασφαλής και μεταφερθεί στην κλινική πράξη θα μπορεί ο καθένας ανά πάσα στιγμή να χρησιμοποιεί τα δικά του βλαστοκύτταρα για όσες εφαρμογές είναι γνωστές μέχρι σήμερα και πιθανόν και αυτές που θα προκύψουν στο μέλλον.

Ήδη από τα επαναπρογραμματισμένα κύτταρα του δέρματος δημιουργήθηκαν κύτταρα του αμφιβληστροειδούς και του εγκεφάλου τα οποία δοκιμάστηκαν σε πειραματόζωα με εκφύλιση της ωχράς κηλίδας και νευροεκφυλιστικές παθήσεις (Parkinson, Alzheimer) αντίστοιχα.

Τα κύτταρα αυτά αν και έχουν ιδιότητες εμβρυικών κυττάρων δεν υπόκεινται σε ηθικά διλήμματα, επειδή δεν προέρχονται από έμβρυα.

Η μέθοδος αυτή ενώ είναι πρωτοποριακή ως προς τις ερευνητικές δυνατότητες και τα αποτελέσματα που μπορεί να προέλθουν, σήμερα συναντά ορισμένους περιορισμούς όταν πρόκειται να εφαρμοστεί σε ασθενείς.

Ένας εξ αυτών είναι ότι η χρήση εμβρυϊκού τύπου βλαστοκυττάρων, όπως αυτών που προκύπτουν από την ανωτέρω μεθοδολογία, προκαλεί ογκογένεση λόγω τοπικής συγκέντρωσης μεγάλου αριθμού κυττάρων από τον έντονο πολλαπλασιασμό τους, όχι απαραίτητα κακοήθη.

Κύτταρα του δέρματος ενηλίκων τα οποία έχουν επαναπρογραμματιστεί βρέθηκε ότι φέρουν μεγάλο αριθμό μεταλλάξεων, μερικές από τις οποίες εμφανίζονται σε γονίδια που έχουν συνδεθεί με τον καρκίνο και για το λόγο αυτό απαιτούνται περισσότερες μελέτες πριν αυτά χρησιμοποιηθούν σε ασθενείς.

Επιστήμονες το 2011 ανέλυσαν το γονιδίωμα 22 κυτταρικών σειρών που προήλθαν από επαναπρογραμματισμό των δερματικών κυττάρων και βρέθηκε ότι κάθε κυτταρική σειρά είχε κατά μέσο όρο έξι μεταλλάξεις. Ο ρυθμός εμφάνισης μεταλλάξεων στα επαναπρογραμματισθέντα κύτταρα είναι 10 φορές μεγαλύτερος από τον φυσιολογικό σε σχέση με άλλα κύτταρα που καλλιεργούνται στο εργαστήριο.

Νεότερες μελέτες έδειξαν ότι περίπου οι μισές μεταλλάξεις προϋπήρχαν του επαναπρογραμματισμού και μπορούσαν να ανιχνευτούν στα αρχικά κύτταρα. Οι υπόλοιπες πρόεκυψαν κατά τη διαδικασία της μετατροπής ή κατά την καλλιέργεια των επαναπρογραμματισθέντων κυττάρων.

Οι μεταλλάξεις αυτές προϋπήρχαν λόγω της ηλικίας των αρχικών κυττάρων και της αθροιστικής έκθεσης τους σε περιβαλλοντικούς και διατροφικούς παράγοντες.

Ένας άλλος περιορισμός είναι ότι η μετατροπή των δερματικών κυττάρων, στην ουσία των ινοβλαστών, σε εμβρυικά βλαστοκύτταρα αφορά περιορισμένο αριθμό κυττάρων τα οποία για να έχουν θεραπευτική χρήση θα πρέπει να πολλαπλασιαστούν αρκετές φορές.

Ο πολλαπλασιασμός αυτός επίσης ενοχοποιείται για μεγαλύτερη πιθανότητα εμφάνισης των μεταλλάξεων.

Η μέθοδος του επαναπρογραμματισμού των βλαστοκυττάρων έχει εφαρμοστεί και στα βλαστοκύτταρα της ομφαλοπλακουντιακής μονάδας και μάλιστα με σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τη χρήση άλλων ενήλικων κυττάρων. Τα επαναπρογραμματισμένα κύτταρα έχουν την ηλικία του νεογέννητου, άρα έχουν μεγαλύτερες δυνατότητες κυτταρικού πολλαπλασιασμού, για τη μετατροπή τους χρειάζεται η τροποποίηση δύο και όχι τεσσάρων γονιδίων, άρα ο κίνδυνος εμφάνισης καρκινογένεσης είναι μικρότερος και δεν φέρουν εξ αρχής μεταλλάξεις λόγω της νεαρής τους ηλικίας.

Τα βλαστοκύτταρα της ομφαλοπλακουντιακής μονάδας αποτελούν μοναδικό υλικό για τη δημιουργία επαναπρογραμματισμένων βλαστοκυττάρων και εάν η μέθοδος εφαρμοστεί σε αυτό το είδος των κυττάρων τότε τα κύτταρα που θα προκύψουν θα είναι τα πλέον ασφαλή και χρήσιμα για τον ασθενή.

Άρα η φύλαξη του ομφαλοπλακουντιακού αίματος και των μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων από τους ιστούς της ομφαλοπλακουντακής μονάδας πέραν των ήδη γνωστών εφαρμογών, διευρύνει ακόμα περισσότερο τις δυνατότητες μελλοντικών εφαρμογών.