Η υλοποίηση του οράματος της καλλιέργειας οργάνων για χρήση σε διαδικασίες μεταμόσχευσης που σώζουν ζωές είναι ακόμη πολύ μακριά. Ωστόσο, η εργασία του καθηγητή Jacob Hanna για τα βλαστοκύτταρα ανοίγει το δρόμο για να γίνει αυτό πραγματικότητα.

Ο Hanna και η ομάδα του από το Τμήμα Μοριακής Γενετικής του Ινστιτούτου Επιστήμης Weizmann βρήκαν έναν τρόπο να καλλιεργήσουν ανθρώπινο στέλεχος κύτταρα σε πολύ προγενέστερη κατάσταση από ό,τι ήταν προηγουμένως δυνατό. Όχι μόνο αυτό, το βλαστοκύτταρα που δημιούργησαν είναι πολύ πιο ικανοί, πράγμα που σημαίνει ότι είναι σε θέση να ενσωματωθούν πιο αποτελεσματικά στο περιβάλλον υποδοχής τους. Αυτό βελτιώνει ουσιαστικά τις πιθανότητες απόκτησης αυτού που ονομάζεται χίμαιρα μεταξύ ειδών – επιτρέποντας στα κύτταρα από ένα πλάσμα να διαδραματίσουν ουσιαστικό ρόλο στην ανάπτυξη ενός άλλου.

Τα πρόσφατα δημοσιευμένα ευρήματα καταδεικνύουν ότι πολύ πρώιμα ανθρώπινα κύτταρα μπορούν να δημιουργηθούν και στη συνέχεια να ενσωματωθούν με επιτυχία σε ποντίκια, λόγω της αδιαφοροποίητης (ή «αφελής») κατάστασής τους, όπου μπορούν να εξελιχθούν σε οποιοδήποτε τύπο κυττάρου στο σώμα, συμπεριλαμβανομένων άλλων βλαστοκυττάρων. Επιπλέον, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα πρωτόκολλο για τη σημαντική αύξηση της αποτελεσματικότητας (ή της ικανότητας) με την οποία μπορούν να ενσωματωθούν αυτά τα κύτταρα. Η βελτίωση της ικανότητάς μας να δημιουργούμε και να μελετάμε αυτούς τους κυτταρικούς τύπους θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στο μέλλον για τη μεταφορά κυττάρων —αν όχι οργάνων— από το ένα ζώο στο άλλο, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.

Το εργαστήριο της Hanna άνοιξε το έδαφος το 2013, όταν ήταν οι πρώτοι που έκαναν ένεση ανθρώπινων βλαστοκυττάρων σε ποντίκια και έδειξαν ότι μπορούν να ενσωματωθούν με επιτυχία στα αναπτυσσόμενα έμβρυα των τελευταίων. Οκτώ χρόνια μετά τη δημοσίευση αυτής της μελέτης για πρώτη φορά, ο Hanna και η ομάδα του θεώρησαν ότι θα μπορούσαν να προχωρήσουν ένα βήμα παραπέρα προσπαθώντας να παράγουν μια ακόμη προγενέστερη, «εντελώς» αφελής μορφή βλαστοκυττάρων για χρήση σε παρόμοιες διαδικασίες. Καθώς σκέφτονταν την ιδέα, η Χάνα ήξερε ότι αυτό μπορεί να ήταν σχεδόν –αν όχι εντελώς– αδύνατο να επιτευχθεί. «Η εμπειρία μας με την παραγωγή παρόμοιων κυττάρων σε ποντίκια μας έχει διδάξει να περιμένουμε δύσκολα εμπόδια στην πορεία», λέει η Hanna.

Αυτά τα κύτταρα υποφέρουν συνήθως από γενετική καθώς και από επιγενετική αστάθεια και τελικά δεν διαφοροποιούνται πολύ καλά, κάτι που είναι το κλειδί για τη σωστή εμβρυϊκή ανάπτυξη και προϋπόθεση για την ενσωμάτωσή τους στο έμβρυο άλλου ζώου. Στην πραγματικότητα, μόνο περίπου το 1-3 τοις εκατό των κυττάρων που έχουν μεταφερθεί μεταξύ των ειδών καταφέρνουν πραγματικά να ενσωματωθούν και να συμβάλουν στην ανάπτυξη.

Για να ενισχύσουν αυτούς τους αριθμούς, οι ερευνητές στη νέα μελέτη ανέστειλαν δύο πρόσθετες οδούς σηματοδότησης για την παραγωγή αφελών ανθρώπινων βλαστοκυττάρων με σταθερό γονιδίωμα, σχετικά λίγες δυσλειτουργίες γονιδιακής ρύθμισης και το πιο σημαντικό, την ικανότητα να διαφοροποιούνται τέλεια. Οι ερευνητές μετάλλαξαν επίσης ένα σημαντικό γονίδιο που συμβάλλει σε γονιδίωμα σταθερότητα, η οποία είχε ως αποτέλεσμα όχι μόνο ικανά αλλά και ανταγωνιστικά βλαστοκύτταρα που μπορούν να ενσωματωθούν καλά χωρίς να προκαλέσουν βλάβη στον ξενιστή. «Βρήκαμε έναν τρόπο να κάνουμε τα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα πιο ικανά και ανταγωνιστικά, αυξάνοντας τις πιθανότητες για επιτυχημένη μεταφορά κατά περίπου πενταπλάσιο σε σύγκριση με αυτό που μπορούσαμε να κάνουμε στο παρελθόν», καταλήγει η Hanna.

Ενώ η προηγούμενη μελέτη έδειξε ότι τα ανθρώπινα αρχέγονα βλαστοκύτταρα μπορούν να διαφοροποιηθούν σε αρχέγονα γεννητικά κύτταρα -προγονικά κύτταρα ωαρίου ή σπερματοζωαρίων- τα πλήρως αφελή βλαστοκύτταρα που παράγονται στην παρούσα μελέτη μπορούν επίσης να διαφοροποιηθούν σε εξωεμβρυϊκούς ιστούς, στον πλακούντα και στα κύτταρα του λεκιθικού σάκου που συντηρούν το αναπτυσσόμενο έμβρυο. Τέτοια κύτταρα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν, για παράδειγμα, ως πηγή για την ανάπτυξη συνθετικών εμβρύων χωρίς την ανάγκη ωαρίων δότη. «Η επίτευξη αυτής της κατάστασης με βλαστοκύτταρα ποντικού είναι ιδιαίτερα δύσκολο να επιτευχθεί», εξηγεί η Hanna, σημειώνοντας ότι «τα ανθρώπινα κύτταρα είναι προφανώς διαφορετικά».

Αυτό είναι ίσως το πιο εκπληκτικό εύρημα που έκαναν οι ερευνητές – τονίζοντας τις διαφορές μεταξύ της συμπεριφοράς των βλαστοκυττάρων ανθρώπου και ποντικού και μεταξύ των διαφορετικών καταστάσεων των αφελών κυττάρων. Αυτές οι διαφορές αποκαλύπτουν τη δουλειά που πρέπει να γίνει ακόμα για να γίνει το όνειρο της ανάπτυξης οργάνων «κατόπιν παραγγελίας» πραγματικότητα.

Σύμφωνα με τη Hanna, η κατανόηση αυτών των διαφορών θα είναι καίριας σημασίας για την υπέρβαση μυριάδων ζητημάτων που εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν το πεδίο της έρευνας και εφαρμογής βλαστοκυττάρων: «Εάν στο μέλλον θέλουμε να αναπτύξουμε ένα πάγκρεας σε χοίρους για μεταμόσχευση ανθρώπου, για παράδειγμα, θα πρέπει να λάβετε υπόψη αυτές τις τεράστιες εξελικτικές διαφορές μεταξύ των ειδών, ξεκινώντας από τα ποντίκια και τους ανθρώπους». Προς το παρόν, φαίνεται ότι η Hanna και η ομάδα του έχουν κάνει ένα εποικοδομητικό άλμα προς αυτή την κατεύθυνση.