Rustam Gilfanov: zelula amak, zientziak dakiena eta espero duena
Rustam Gilfanov: zelula amak, zientziak dakiena eta espero duena
Anonim

Bistan denez, zelula amak ez dira konponbidea: baina zer egin dezake zientziak ideal horretara hurbiltzeko?

Duela 40 urte, etorkizuneko Nobel saridun Martin Evans-ek sagu-enbrioien zelula ama eta haien potentzial medikoari buruzko ikerketa argitaratu zuen [1]. Bere ikerketek biomedikuntza irauli zuten, etorkizuna aurreikusten baitzuen, zeinean kaltetutako edozein ehun berri batekin ordezkatu zitekeen, pazientearen zeluletatik in vitro hazita.

Zer aldatu da 1981az geroztik? Birsorkuntza eta organo artifizialak errealitate bihurtzen diren garaietara hurbiltzen ari al gara? Edo ikerketa-joerak aldatu ziren, birsorkuntza estilotik pasatuz? Hemen, hainbat joera nagusi azaltzen saiatuko naiz.

Berriro ere, zerk egiten ditu zelula amak hain garrantzitsuak?

Bi zelula am mota daude: enbrioi-zelulak eta ehun-zelulak.

Enbrioiak beste edozein zelula-mota bihur daitezke. Fetua haurdunaldiko 3-5 egunetan zehar zelula horiez osatuta dago. Eta ingurune berezi batean mantenduz gero, ia infinitu zatitu daitezke, aldatu gabe geratzen diren bitartean.

Pertsona helduen organoetan ehun zelula ama kopuru txiki bat aurki daiteke. Kaltetutako ehunak leheneratzen laguntzen dute eta zelula-mota jakin batean soilik eralda daitezke. Azkenean, zientzialariek enbrioi-zelulen analogoak egiten ikasi dute, hainbat ehun mota hazteko erabil daitezkeenak. Martin Evansen garaitik, zelula am pluripotente deitzen zaie.

Bi zelula mota horien aurkikuntzak medikuntza birsortzailearen garapen azkarra ekarri zuen. Potentzialki aurre egin diezaiokeen patologiak, besteak beste, trazuak, gaixotasun kardiobaskularrak, diabetesa, Parkinsona eta Alzheimerra, ELA, artrosia, erredura larriak eta baita hainbat gaixotasun onkologikoa ere. Dena den, aitortu behar dugu 2021etik aurrera medikuntza birsortzaileak ezin izan dituela halako emaitza nabarmenak lortu.

Non ziren benetan erabilgarriak zelula amak?

1998an, enbrioi-zelula amak organismotik "bereiztu" eta in vitro hazten ahalbidetzen zuen teknologia aurkitu zen, hau da, literalki edozein motatako ehunetan eraldatzea [2]. Horrela, medikuntza birsortzailea teoriatik praktikara pasatu zen, zelula amekin laborategiko baldintzetan lan egitea posible izan baita.

Zelula amak zientzian laguntzen ari dira jada, ez zuzenean terapia metodo gisa, baizik eta inplizituki hainbat alderdi garrantzitsu aztertzeko modu gisa. Esaterako, hezur, nerbio edo beste zelula batzuetan garatzen ikusita, medikuek eta zientzialariek hobeto ulertzen dute herentziazko gaixotasunak nola doazen.

Gainera, farmakologoek zelula amak erabiltzen dituzte botika berriak probatzeko. Giza probak hasteko, droga bat segurua dela frogatu behar da. Horretarako, zelula ametatik sortutako ehunak erabiltzen dira: adibidez, orain posible da nerbio-zelulak haztea gaixotasun neurologikoen aurkako botika berri bat probatzeko. Proba horiek aldez aurretik ondorio positiboak edo kaltegarriak ager ditzakete eta, teorian, ausazko kontrolatutako saiakuntzak bizkortzen dituzte, legezko prozedura luze eta astunak saihesten lagunduz. Hala ere, metodo hau hautagaien matrikula tradizionala baino garestiagoa izaten jarraitzen du, motela bada ere.

Zergatik oraindik ez dira zelula amak gauza?

Ikerketaren emaitza bikainak izan arren, medikuek aktiboki aplikatzen dute zelula amen terapiarako metodo bakarra - hezur-muinaren transplanteak odol-minbiziaren tratamendurako.

Murrizketa askok medikuntza birsortzaileen aurrerapenak oztopatzen dituzte. Horietako bat ezustekoa da: ikertzaileek ziurtatu behar dute zelula amak lortzeko asmoa duten ehun bihurtuko direla. Gainera, medikuek zelula amaren garapena eta ugalketa erregulatzen ikasi behar dute, tumore gaiztoak eragiten dituzten zelulen zatiketa kontrolatu gabeko bat saihesteko.

Gainera, sistema immunologikoak enbrioi-zelula amak eraso ditzake inbaditzaileekin nahastuz, eta medikuntza modernoak erantzun immune hori doitzeko tresnarik ez dauka. Honen ondorioak denbora errealean ikus ditzakegu COVID-19 pandemian, milaka pertsona hiltzen baitira erantzun immune erasokor eta neurrigabearen ondorioz, ez SARS-CoV-2ren eragin zuzenaren ondorioz.

Gainera, kontuan izan behar da egungo teknologiek albo-ondorio asko erakusten dituztela. Esklerosi anizkoitza duten pazienteek, zelula amaren tratamendua jaso zutenek, plaketa eta globulu zurien kopuru baxua, infekzioak eta gibeleko kalte toxikoak izan zituzten [3].

Beste arazo bat metodo honen garestitasuna da. Goian aipatutako MS tratamenduaren saio batek 40.000 libera balio zuen.

Azkenik, bada oraindik gainditu ezin den beste muga bat eta arazo teknologiko eta etikoekin lotuta dagoena. Lehen aipatu dudan 1998ko txosten iraultzaileak ikertzaileei zelula amak “maileguan” suntsitu zitzaizkien enbrioia adierazi zuen. Ikuspegi humanistikotik, "dagoeneko izaki bizidun bat hiltzea" eta "zelulekin manipulatzea besterik ez" arteko lerro mehean ari gara.

2006an, Shinya Yamanaka ikertzaile japoniarrak dilema horri irtenbidea eskaini zion: induzitutako zelula amak (iPSC) deritzonak garatu zituen, de facto pertsona helduen zelula somatikoetan oinarritutako enbrioi-zelulei analogo bat emanez. Kasu honetan, ez dago enbrioi bat suntsitu beharrik; lorpen horrengatik, Yamanaka irakasleak Fisiologiako edo Medikuntzako Nobel Saria jaso du. Hala ere, arazo bat konpontzen zen bitartean, metodo honek berri bat eragin zuen.

Zientzialariek aurkitu dute iPSCek tumoreak sortzeko potentzial handia dutela, eta gaiztotasun arriskua larriegia da zelula horiek helburu terapeutikoetarako erabiltzen hasteko.

Hortaz, une honetan eskura dugun enbrioi-zelula ama erabiltzeko metodo onargarri bakarra sagu-enbrioien zelulak erabiltzea da - teknologia hori probatu egin da eta nahiko garatuta dago, nahiz eta nahiko garestia izan [4].

Zeintzuk dira zelula amaren tratamenduaren lorpenak?

Onartu behar dugu orain, Martin Evansen aurkikuntzatik 40 urte igaro direnetik eta 23 urte in vitro lehen zelula ama manipulazio arrakastatsuetatik, ugalketa-medikuntzak bere haurtxoko urratsak ematen jarraitzen duela. Ikerketa programa asko daude, baina teknologia gutxi batzuk bakarrik lortu zuten "produkzio masiboa". Hala ere, tarteko emaitza hauek ere harrigarriak dirudite.

Esaterako, 2016an Greziako eta Erresuma Batuko zientzialari talde bat infartuaren gaixoen muskulu-ehuna birsortzen saiatu zen laborategian hazitako miokardio zelulak transplantatzen [5]. Ondorioz, bihotz-kalositatea %40 murriztu zen. Hori baino lehen, kalte horiek trataezinak ziren. Hala ere, ikerketan 11 lagunek baino ez dute parte hartu eta kopuru hori txikiegia da ondorio irmoak ateratzeko.

Zientzialariak pixkanaka hobetzen ari dira ezartzen dituzten teknologiak. Hona hemen adibide bat. Immunitate-sistemak zelula amaren transplantea eraso dezake, objektu arrotz batekin nahastuz. Horregatik, medikuak erantzun immunologikoa eragiten ez duten zelulak lantzen ari dira. 2020an, Karolinska Institutet eta St. Eric Eye Hospital (Suedia) ikertzaileek adineko pazienteen itsutasuna tratatzeko enbrioi-zelulen erretina-zelulen ekoizpena hobetzeko modu bat aurkitu zuten [6]. Zelulak aldatzea lortu zuten, sistema immunologikotik ezkutatu ahal izateko, honek suntsitu beharrean.

Beste teknologia itxaropentsu bat gorputzean dagoeneko dauden zelula amak dakartza. Illinoiseko Unibertsitateko ikertzaileek egindako esperimentu batean, zelula amaren jarduera estimulatzen duten molekulak dituzten nanopartikulak sartu ziren arratoien kaltetutako muskuluetan [7]. Ondorioz, giharrak azkarrago suspertzen ari ziren eta animaliak distantzia luzeagoak egiteko gai ziren, tratamendu tradizionalarekin alderatuta.

Kasu autonomoak ere arrakasta handia izan dute. 2019an, japoniar sendagileek, historian lehen aldiz, giza enbrioi-zelula ametatik hazitako hepatozitoak transplantatu zizkioten sei eguneko haur bati: haurraren gibelak ez zuen nitrogenoa duten degradazio-produktuak urea bihurtzen dituen entzimarik. Horrela, sortzetiko gaixotasun arraro bat blokeatu zen [8]. Zientzialariek uste dute am-zelula hepatozitoen transplantea, bere eraginkortasuna eta segurtasuna kasu honetan frogatuta, etorkizunean aplika daitekeela urearen sortzetiko urea-zikloaren nahasteak tratatzeko, baita gibel-emaile baten zain egon behar duten pazienteei laguntzeko ere.

Urtebete lehenago, 2018an, zientzialariek de facto giza bihotza hazi zuten iPSCetatik. Miokardio-ehun uzkurtzailea landu zuten, bere ezaugarriak (gene-adierazpena, egitura, etab.) pertsona heldu baten funtzionamenduan dagoen bihotz-ehunaren berdinak zituena [9]. Paziente bati "bihotz artifizial" hori transplantatzea ezinezkoa bada ere, esperimentua sendagai berriak probatzeko baliagarria izan zen.

2020an, bizkarrezur-muineko lesioak zituzten 13 pazientek zelula amak inplikatzen zituen terapia esperimentala jaso zuten. Lesioen ondorioz, sintoma neurologikoak jasaten zituzten: funtzio motor eta gorputzaren sentikortasun galera, hesteetako eta maskuriko disfuntzioa…) beren muinetik haziak. 13 parte-hartzaileetatik 12k hobekuntza nabarmena erakutsi zuten hurrengo sei hilabeteetan, eta emaitza hauek oso pozgarriak dira [10].

Suediako ikerlariek arratoiekin egindako esperimentuek emaitza are ikusgarriagoa lortu zuten: zientzialariek animalien neuronen trazuaren osteko berreskurapena lortu zuten iPSCak erabiliz. Horretarako, giza larruazaleko zelulak birprogramatu zituzten eta sintetizatutako neuronak azkar egokitu ziren neurona-sistemara. Transplantea egin eta sei hilabetera, trazuak eragindako garuneko kaltearen zantzu guztiak desagertu dira eta arratoiek funtzio motorrak eta ukipenarekiko sentsibilitatea berreskuratu dituzte [11]. Hala ere, ezin da kalkulatu probako subjektuen "nortasunaren" eragina - gizakiengan "transplanteak" potentzial horiek egiteko oztopo handi bat izan daiteke.

Laburbilduz, ia astero aldizkari zientifikoetan zelula amaren ikerketa arrakastatsua duen artikulu berri bat aurki daiteke. Hala ere, esperimentu hauek guztiek ez gaituzte inongo gaixotasun larriren aurkako garaipen batera hurbiltzen edo, gutxienez, medikuntza birsortzailea maila berri batera iristen ari denik frogatzen. Zer da, bada?

Zein erronka ditu medikuntza birsortzaileak?

1. Zelula amaren merkatua 2020an 14.700 mila milioi dolarra iritsi zen eta 2026rako 26.400 milioira haziko dela uste da. Beste era batera esanda, datozen bost urteetan bikoiztu egingo dela aurreikusten da. Oso aurreikuspen ona da eta inbertitzaileak zelula amak ikertzeko enpresen akzioak gordetzen ari dira, haien balioa areagotuz eta merkatua zabalduz.

Esan nahi dudana ulertzen al duzu? Zelula amen sinesmenak eta ia edozein arazo mediko konpontzeko duten gaitasunak merkatu hau edozein momentutan leher daitekeen burbuila bihurtu du, izugarrizko inbertsio hauek alferrik galduz. Are okerragoa dena, krisi honek etengabeko ikerketa medikoa bertan behera utziko du, ziurrenik minbizia edo gaixotasun kardiobaskularrak tratatzeko teknologia benetan eraginkor eta eskalagarria eman diezagukeen The One traba eginez.

Merkatuko jokalariek, inbertitzaileek eta zelula amen ikertzaileek beren itxaropenak murriztu beharko lituzkete, burbuila itxaropen handiarekin bakarrik hazteari uzteko. Akzioen eta inbertsioen balioa benetako aurkikuntzen eta arrakastaren arabera hazi behar da; hori zientziarentzat onuragarriagoa izango da oinarririk gabeko arretak eragindako edozein boom baino. Hau da CRISPR-Cas teknologia iraultzailearekin gertatu zena: enpresa handien ikuspegitik, ezerezetik atera zen; baina orain benetan mundua aldatzen ari da.

2. Zelula amaren industriak (inbertitzaileak zein ikertzaileak) COVID-19 pandemian zentratu behar du. Ikerketa batzuk iPSC teknologiekin COVID-19ri aurre egiten saiatzen ari dira dagoeneko; hala ere, huts egiten badute ere (ez dugu hainbat birusen aurkako botika eraginkorrik eta nekez lortuko dugu SARS-CoV-2 tratatzen dutenak), beharrezkoa da momentua aprobetxatzea.

Hau kalkulatuegia edo zinikoegia dirudi, baina gobernuek, enpresek eta publikoek osasun-industrian duten arreta ez da beti izango pandemian izan den bezain handia. Orain dirua, teknologiak eta giza baliabideak erakartzeko momentu egokia da; 2020ko hamarkadaren erdialderako, COVID-19 kontrolatuta badago, arrakastaz "transferitu" daitezke medikuntzako beste arlo batzuetara.

3. Ezinbestekoa da informazioaren teknologiak aprobetxatzea. Saguekin egindako esperimentuek ezin dituzte zelula amaren funtzionamenduaren hainbat mekanismo azkar ebaluatu, batez ere giza proben murrizketa etiko zurrunak kontuan hartuta. Artikulu honetan aipatu ditudan arrakasta eta lorpenak, baita beste milaka ere, ozeanoko tanta bat besterik ez dira medikuntza birsortzailea guztiz funtzionatzen duen diziplina bilakatzen laguntzeko behar denarekin alderatuta.

Gaur egungo ordenagailu-ereduek aukera paregabeak eskaintzen dituzte in silico ikerketarako - teknikoki, dagoeneko "gaixo birtual" fidagarriak ditugu zelulen "birprogramazioa" bezalako metodo konplexuak ere probatzeko. "Saiakuntza kliniko birtualek" muga etikoak kentzen dituzte eta antzeko ikerketak egiten ari diren mundu osoko zientzialariek eskura dituzten datuen bilketa azkarra ahalbidetzen dute. Ez dago ikerketa-metodo klasikoak kentzeko beharrik, baina silico-teknologiek hedatuta dauden zelula amaren ikerketak hainbat aldiz bizkor ditzakete.

4. Dolly ardia jaio baino lehen ere, jendea izaki bizidunen klonazioaren alderdi moralei buruz eztabaidatzen aritu zen, gizakiak batez ere. Gaur egun, herrialde askotan horrelako prozeduren legezko murrizketak ezartzen dira, zelula amaren erregulazioa oraindik enbrioi-fasean dagoen bitartean, birprogramaziorik ikusten ez dela.

Hainbat industriatako espezialistek -osasuna, zuzenbidea, informatika, farmazia eta oinarrizko zientziak barne, humanitateak barne (adibidez, moralaren, etikaren eta aro digitalaren nozio filosofikoen ikertzaileak)- beren ahaleginak batu eta joko honen arau egokiak ezarri behar dituzte. Zein zelula am erabil daitezke eta zein egoeratan? Zein "birprogramazio" mota dira onargarriak eta zein ez? Zeintzuk dira entsegu klinikoen eta zelula amekin egindako terapiaren muga moralak? Galdera asko oraindik erantzun behar dira, eta erantzun horiek kode eta jarraibideetan hornitu.

Zelula amak eta medikuntza birsortzailea benetan hurrengo gauza handi bihurtzeko, modako beste joera bat edo merkatu-burbuila bat bihurtu beharrean, hau landu behar dugu. Eta elkarrekin egin behar dugu.

Lege-oharra: kolaboratzaileak adierazitako iritziak egileenak dira eta ez dute zertan islatu IBTimes.com-en politika edo jarrera ofiziala.

Egileari buruz

Rustam Gilfanov IT ekintzailea eta LongeVC fondoko venture-bazkidea da.

Erreferentziak:

1. Evans MJ, Kaufman MH. Sagu-enbrioietatik datozen zelula pluripotentzialen hazkuntzan ezartzea. Natura. 1981eko uztailak 9;292(5819):154-6. doi: 10.1038/292154a0. PMID: 7242681.

2. Thomson JA, Itskovitz-Eldor J, Shapiro SS, Waknitz MA, Swiergiel JJ, Marshall VS, Jones JM. Giza blastozistoetatik eratorritako enbrioi-zelula ama-lerroak. Zientzia. 1998ko azaroak 6;282(5391):1145-7. doi: 10.1126/zientzia.282.5391.1145. Erratum in: Science 1998 Dec 4;282(5395):1827. PMID: 9804556.

3. Atkins HL, Bowman M, Allan D, Anstee G, Arnold DL, Bar-Or A, Bence-Bruckler I, Birch P, Bredeson C, Chen J, Fergusson D, Halpenny M, Hamelin L, Huebsch L, Hutton B, Laneuville P, Lapierre Y, Lee H, Martin L, McDiarmid S, O'Connor P, Ramsay T, Sabloff M, Walker L, Freedman MS. Immunoablazioa eta zelula ama hemopoietiko autologoen transplantea esklerosi anizkoitz oldarkorrerako: talde bakarreko 2. faseko saiakuntza. Lanceta. 2016ko abuztuak 6;388(10044):576-85. doi: 10.1016/S0140-6736(16)30169-6. Epub 2016 ekainak 9. PMID: 27291994.

4. Mascetti VL, Pedersen RA. Giza-saguaren kimerismoak giza zelula amaren pluraltasuna balioztatzen du. Zelula Ama Zelula. 2016ko urtarrilak 7;18(1):67-72. doi: 10.1016/j.stem.2015.11.017. Epub 2015 abenduak 17. PMID: 26712580; PMCID: PMC4712187.

5. Anastasiadis K, Antonitsis P, Westaby S, Reginald A, Sultan S, Doumas A, Efthimiadis G, Evans MJ. Zelula aitzindari mesenkimal alogeniko berri baten inplantazioa Kardiomiopatia iskemikoa duten pazienteetan Bypass Koronarioen Injertoa: Open Label Phase IIa Trial. J Cardiovasc Transl Res. 2016ko ekaina;9(3):202-213. doi: 10.1007/s12265-016-9686-0. Epub 2016 Apr 1. Erratum in: J Cardiovasc Transl Res. 2021eko ekaina;14(3):587-588. PMID: 27037806.

6. Plaza Reyes A, Petrus-Reurer S, Padrell Sánchez S, Kumar P, Douagi I, Bartuma H, Aronsson M, Westman S, Lardner E, André H, Falk A, Nandrot EF, Kvanta A, Lanner F. Identification of zelula gainazaleko markatzaileak eta erretinako pigmentu epitelioko zelula monogeruza bereiztea ezartzea. Nat Commun. 2020ko martxoak 30;11(1):1609. doi: 10.1038/s41467-020-15326-5. Erratum in: Nat Commun. 2020ko maiatzak 6;11(1):2346. Erratum in: Nat Commun. 2020ko uztailak 9;11(1):3504. PMID: 32231223; PMCID: PMC7105463.

7. Leong J, Hong YT, Wu YF, Ko E, Dvoretskiy S, Teo JY, Kim BS, Kim K, Jeon H, Boppart M, Yang YY, Kong H. Surface Tethering of Inflammation-Modulatory Nanostimulators to Stem Cells for Ischemic Muskuluen konponketa. ACS Nano. 2020ko maiatzak 26;14(5):5298-5313. doi: 10.1021/acsnano.9b04926. 2020ko apirilak 13. PMID: 32243129; PMCID: PMC8274413.

8.

9. Ronaldson-Bouchard K, Ma SP, Yeager K, Chen T, Song L, Sirabella D, Morikawa K, Teles D, Yazawa M, Vunjak-Novakovic G. Zelula ama pluripotenteetatik hazitako giza bihotz-ehunaren heltze aurreratua. Natura. 2018ko apirila;556(7700):239-243. doi: 10.1038/s41586-018-0016-3. Epub 2018 Apr 4. Erratum in: Nature. 2019ko abuztua;572(7769):E16-E17. PMID: 29618819; PMCID: PMC5895513.

10. Honmou O, Yamashita T, Morita T, Oshigiri T, Hirota R, Iyama S, Kato J, Sasaki Y, Ishiai S, Ito YM, Namioka A, Namioka T, Nakazaki M, Kataoka-Sasaki Y, Onodera R, Oka S, Sasaki M, Waxman SG, Kocsis JD. Serum hedatutako autologoen zelula ama mesenkimal autologoen zain barneko infusioa bizkarrezur-muineko lesioen pazienteetan: 13 kasu-serie. Clin Neurol Neurosurg. 2021eko apirila;203:106565. doi: 10.1016/j.clineuro.2021.106565. Epub 2021 otsailak 18. PMID: 33667953.

11. S. Palma-Tortosa, D. Tornero, M. Grønning Hansen, E. Monni, M. Hajy, S. Kartsivadze, S. Aktay, O. Tsupykov, M. Parmar, K. Deisseroth, et al. Trazuak zauritutako arratoi-garunean integratutako iPS zeluletatik eratorritako neurona kortikalen txertatutako gizakien jarduerak portaera motorra erregulatzen du. Proc Natl Acad Sci U S A, 117 (2020), 9094-9100 orr.

Gaiaren arabera ezaguna