Ny type stamcellelinje produceret giver udvidet potentiale for forskning og behandlinger

Forskere ved Wellcome Trust Sanger Institute og deres samarbejdspartnere har skabt Expanded Potential Stem Cells (EPSC'er) i mus, for første gang, som har et større potentiale for udvikling end nuværende stamcellelinjer. Disse stamceller har træk som de allerførste celler i det udviklende embryo, og kan udvikle sig til enhver celletype.

Udgivet i dag i Natur de anvendte metoder kunne også hjælpe med at producere lignende stamcellelinjer fra mennesker og andre pattedyrarter, herunder dem som f.eks. grise eller køer, hvor embryonale stamcellelinjer stadig ikke er tilgængelige.

Forskerne mener også, at deres undersøgelse kan have konsekvenser for menneskelig regenerativ medicin og for forståelsen af ​​abort og udviklingsforstyrrelser.

Stamceller har evnen til at udvikle sig til andre celletyper, og eksisterende stamcellelinjer er allerede yderst nyttige til forskning i udvikling, sygdom og behandlinger. Imidlertid, de to i øjeblikket tilgængelige typer stamcellelinjer - Embryonale stamceller (ES) og inducerede pluripotente stamceller (iPS) - har visse begrænsninger. Det er i øjeblikket ikke muligt for dem at danne alle celletyper, da de allerede er udelukket fra at udvikle visse cellelinjer.

At opdage nye stamceller til brug i forskning og regenerativ medicin, forskerne skabte en måde at dyrke celler på fra det tidligste udviklingsstadium, når det befrugtede æg kun har delt sig i 4 eller 8 celler, der stadig anses for at bevare en vis totipotens - evnen til at producere alle celletyper. Deres hypotese var, at disse celler skulle være mindre programmerede end ES-celler, som er taget fra udviklingsstadiet omkring 100 celler - kaldet en blastocyst. De dyrkede disse tidlige celler i en særlig væksttilstand, der hæmmede nøgleudviklingssignaler og -veje.

Forskerne opdagede, at deres nye dyrkede celler beholdt de ønskede udviklingskarakteristika for de tidligste celler og kaldte dem Expanded Potential Stem Cells (EPSC'er). Vigtigt, de var også i stand til at omprogrammere muse-ES-celler og iPS-celler i den nye tilstand og skabe EPSC'er fra disse celler, skrue udviklingsuret tilbage til den allertidligste celletype.

Dr. Pentao Liu, ledende forsker i dette projekt, fra Wellcome Trust Sanger Institute og et tilknyttet fakultetsmedlem af Wellcome Trust-MRC Stem Cell Institute, University of Cambridge, sagde:"Den tidligste celle er som et blankt stykke papir, i teorien burde den have det største udviklingspotentiale. Det er første gang, at stabile stamcellelinjer af disse tidligste museceller har været mulige, og vi ser, at de faktisk bevarer de molekylære egenskaber af 4-8 celle embryoet og kan udvikle sig til enhver celletype."

Når et befrugtet æg udvikler sig til en blastocyst, det producerer celler, der vil danne embryonet - hvor ES-celler kommer fra - og to andre typer celler, der vil udvikle sig til moderkagen eller blommesækken. Det er muligt at etablere tre forskellige typer stamceller - herunder ES-celler - fra disse tre celletyper i blastocysten. EPSC'er er de første stamceller, der er i stand til at producere alle tre typer blastocyststamceller, hvilket giver dem meget større potentiale for udvikling.

Dr Jian Yang, en første forfatter på papiret fra Wellcome Trust Sanger Institute, sagde:"EPSC'er giver en platform til at studere tidlige embryoceller i detaljer på molekylært niveau for at forstå udvikling, ikke kun i mus, men i sidste ende i fremtiden hos mennesker. Denne nye metode til at producere stamceller kan være enorm nyttig til at studere udvikling, mere effektivt at generere funktionelle menneskelige celler, og forsker i behandlinger for graviditetsproblemer såsom svangerskabsforgiftning og aborter."

Professor Hiro Nakauchi, en medforfatter på papiret fra Stanford University, sagde:"Dette er en fantastisk præstation, ved at arbejde med de allertidligste celler, denne undersøgelse har skabt stamcellelinjer, der kan danne både embryonale og alle de ekstra-embryonale celler. Metoderne og indsigterne fra denne undersøgelse i mus kunne bruges til at hjælpe med at etablere kulturer af lignende stamceller fra andre pattedyrarter, inklusive dem, hvor ingen ES- eller iPS-cellelinjer er tilgængelige endnu. Forskningen har også store implikationer for human regenerativ medicin, da stamceller med forbedret udviklingspotentiale åbner nye muligheder. Yderligere forskning på dette område er afgørende, så vi ordentligt kan udforske potentialet i disse celler."