Zajrzeć w nerwy

Dzięki komórkom macierzystym naukowcom udało się wyjaśnić, co powoduje ciężką nieuleczalną chorobę układu nerwowego, a nawet znaleźć potencjalny lek zdolny ją pokonać
Choć współczesna medycyna stale robi postępy, wciąż istnieje ogromna liczba chorób, przy których lekarze mogą jedynie rozłożyć ręce. Niektóre z nich atakują tysiące czy nawet miliony ludzi; inne zaledwie setki czy dziesiątki. Łączy je jedno - tak naprawdę nie wiadomo, co je powoduje. A gdy nieznana jest przyczyna - trudno walczyć ze skutkami.

Jednej z takich chorób poświęcona jest praca opublikowana w dzisiejszym "Nature". To rodzinna dysautonomia, zwana inaczej zespołem Rileya-Daya (od nazwisk naukowców, którzy jako pierwsi opisali ją w 1949 roku). Dotychczas jej rozpoznanie było równoznaczne z wyrokiem śmierci. Dziś dzięki wysiłkom naukowców z nowojorskiego Instytutu Badań nad Rakiem Sloan-Kettering pojawiła się szansa dla chorych. Co więcej, badacze dowiedli zarazem, że nadzieje pokładane w cudownym dziecku nauki ostatnich lat - komórkach macierzystych - nie są płonne.

Komórkowy powrót do przeszłości

Rodzinna dysautonomia to wrodzona choroba rozpoznawana wyłącznie wśród Żydów Aszkenazyjskich. Jest bardzo rzadka - do dziś na świecie opisano zaledwie 600 przypadków. Chorzy stopniowo przestają odczuwać ból, ciepło, zimno, nie są również w stanie wytwarzać łez. Powodem jest wadliwie działający układ nerwowy - zarówno ta jego część, dzięki której odbieramy sygnały z otoczenia, jak i ta, która działając niezależnie od naszej woli, steruje pracą wszystkich ważnych narządów. W miarę postępów choroby poważnym uszkodzeniom ulegają: wzrok, układ trawienia, oddychania i krążenia.

Wcześniejsze badania pozwoliły na znalezienie potencjalnego winnego - zmutowany gen IKBKAP. Wciąż jednak bez odpowiedzi pozostawały kluczowe pytania: czy to rzeczywiście on odpowiada za zachorowania, dlaczego układ nerwowy nie jest w stanie prawidłowo pracować, jak dochodzi do jego uszkodzenia i oczywiście - czy można temu jakoś zaradzić?

Najlepszym wyjściem byłaby możliwość obserwowania, jak u chorych na dysautonomię rozwijają się komórki układu nerwowego, i to już na etapie zarodka. Porównując je ze zdrowymi neuronami, można by dokładnie sprawdzić: co, gdzie i dlaczego? Tylko skąd wziąć takie dopiero co rozwijające się komórki?

Na szczęście w 2007 r. problem ten został rozwiązany. Ukazały się wtedy prace opisujące nową metodę, dzięki której za pomocą czterech genów (Oct4, Sox2, Klf4 i c-Myc) można cofnąć biologiczny czas komórek skóry - fibroblastów - i zmienić je w komórki posiadające cechy zarodkowych komórek macierzystych (mających zdolność przekształcania się we wszystkie inne tkanki organizmu). Fachowo nazwano je indukowanymi komórkami pluripotencjalnymi - komórkami iPS.

Niemal równo rok temu ("GW" z 01.08.2008) poinformowano, że przy użyciu tej metody naukowcom z USA po raz pierwszy udało się stworzyć komórki macierzyste pod konkretnego pacjenta cierpiącego na przewlekłe schorzenie o podłożu genetycznym - stwardnienie boczne zanikowe. Teraz zespół z Nowego Jorku kierowany przez dr. Lorenza Studera postanowił zrobić to samo w przypadku rodzinnej dysautonomii.

Hormon sposobem na chorobę?

Naukowcy pobrali komórki skóry od trzech chorych osób - dwóch dziewczynek (10 i 12-letniej), 16-letniego chłopca - a także od jednej zdrowej osoby. Do komórek włożyli (środkiem transportu były specjalnie przygotowane wirusy) geny Oct4, Sox2, Klf4 i c-Myc. Podróż w biologicznym czasie zakończyła się sukcesem - we wszystkich czterech przypadkach komórki skóry zmieniły się w komórki mające cechy zarodkowych komórek macierzystych. Teraz można już było porównać, jak rozwijają się one u chorych dzieci, a jak u zdrowej osoby.

"Przede wszystkim dowiedliśmy, że winna jest rzeczywiście mutacja w genie IKBKAP" - pisze w "Nature" Lorenz Studer. To przez nią w komórkach chorych dzieci jest o wiele za mało prawidłowego białka o tej samej nazwie (IKBKAP). Dotyczyło to zarówno komórek na bardzo wczesnym etapie rozwoju (iPS-ów), jak i budujących już układ nerwowy, ale też np. trawienny (fakt ten szczególnie zainteresował naukowców, ponieważ kłopoty żołądkowo-jelitowe to jeden z najbardziej charakterystycznych objawów dysautonomii).

Co jeszcze udało się odkryć badaczom z Nowego Jorku?

"Zauważyliśmy, że u chorych zaburzeniu ulegają dwa ważne procesy" - pisze Studer. "Po pierwsze, o wiele mniej komórek macierzystych potrafiło się przekształcić w komórki układu nerwowego. Po drugie, nie były one w stanie powędrować w te miejsca układu nerwowego, w które powinny" - wyjaśnia Studer.

Na koniec naukowcy pokusili się o próbę eksperymentalnej terapii. Zastosowali kinetynę - hormon roślinny regulujący podziały komórek.

Okazało się, że pod jego wpływem w komórkach macierzystych wyraźnie ubyło złego białka, a przybyło dobrego. Ponadto o wiele więcej tych komórek było w stanie przekształcić się w młode neurony.

"Być może podawanie kinetyny już od momentu narodzin i kontynuowanie leczenia przez dłuższy czas pomogłoby zahamować rozwój choroby" - uważa Lorenz Studer. "Przede wszystkim jednak cieszymy się z tego, że udało nam się wyjaśnić, co naprawdę dzieje się w organizmie człowieka chorego na dysautonomię. No i po raz kolejny dowiedliśmy, jak potężnym orężem w medycynie mogą stać się komórki macierzyste" - podsumowuje.

Więcej o: