Nadzieje medycyny na możliwość tworzenia organów na zamówienie, na leczenie wielu ciężkich chorób, czy przywracanie wzroku znacznie wzrosły, gdy japońscy naukowcy opublikowali w 2006 roku nowy przepis na przemianę dorosłych komórek do stanu pluripotencjalnego. Metoda tworzenia komórek zdolnych do przemiany niemal we wszystkie tkanki ciała bez niszczenia embrionów, przyniosła jej odkrywcom nagrodę Nobla. Teraz inny japoński zespół proponuje jeszcze prostszy sposób tworzenia jeszcze doskonalszych komórek. Jego doniesienia, opublikowane w najnowszym "Nature" wywołały sensację.
Badacze RIKEN Center for Developmental Biology w Kobe zauważyli, że przemiana dorosłej komórki do stanu pluripotencjalnego może nastąpić po poddaniu tej komórki działaniu silnego stresu. Wystarczy na przykład zanurzyć ją w kwasowym otoczeniu.
To pozwala ominąć istotną słabość metody z 2006 roku, która wymagała wprowadzenia do komórki czterech genów. Otrzymane w ten sposób przez grupę Shinyi Yamanaki z Uniwersytetu Kyoto indukowane, pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSCs) zwiększają ryzyko choroby nowotworowej dlatego prace nad ich wykorzystaniem przebiegają wolniej, niż się spodziewano. Komórki tworzone nową metodą takiego ryzyka nie niosą.
Droga do odkrycia naukowców z Kobe była dość niezwykła. Wszystko zaczęło się od... marchewki. Badacze wiedzieli, że obecność pewnego hormonu może sprawić, że z dorosłej komórki marchewki powstaje nowa roślina. Postanowili sprawdzić, czy poddanie komórek ssaków różnego rodzaju stresom może prowadzić do podobnego zjawiska. Testowano różne metody, komórki ściskano, podgrzewano, głodzono, zanurzano w środowisku bogatym w wapń. Pewien sukces zauważono w trzech przypadkach, ściskania, poddawania działaniu bakteryjnej toksyny przebijającej błonę komórki i zanurzania w kwasowym otoczeniu. Tę ostatnią metodę poddano dalszej analizie.
Sukces jest zasługą Haruko Obokaty, młodej biolożki, której aż pięć lat zajęło przekonanie do pomysłu swych współpracowników. Wszystkim wydawało się, że to co widzi to artefakt, składane przez nią publikacje były odrzucane. W końcu udało się znaleźć potwierdzenie, które przekonało i współpracowników i recenzentów.
Zespół z Kobe wykorzystał w badaniach komórki myszy noszących gen, który sprawia, że w obecności białka Ost-4, znajdywanego w komórkach pluripotencjalnych, komórki świecą na zielono. Badano limfocyty, wyizolowane z krwi pobranej ze śledziony tych myszy, które przez 30 minut przetrzymywano w "niemal śmiertelnych" warunkach pH 5,7.
Dwa dni później, niektóre z tych komórek zaczęły świecić na zielono, co oznaczało, że produkują charakterystyczne dla komórek pluripotencjalnych białko Oct-4. Taki stan komórki iPS otrzymywane według procedury z Kyoto osiągały ten stan po nie mniej, niż 4 tygodniach.
Badacze z Kobe nazwali swe komórki STAP (stimulus-triggered acquisition of pluripotency), co oznacza komórki, które osiągnęły stan pluripotencji pod wpływem zewnętrznego bodźca. By potwierdzić, że komórki te są w stanie przemienić się we wszystkie tkanki ciała, wszczepiono je w młode embriony myszy i obserwowano ich rozwój. Okazało się, że na zielono świeciła nie tylko cała mysz, ale i jej potomstwo, co potwierdziło, że komórki STAP przemieniają się nawet w komórki rozrodcze.
Jak pisze czasopismo "New Scientist" dalsze badania potwierdziły, że podobne efekty uzyskuje się także dla innych - poza limfocytami - komórek. Przemianie poddawały się z różną wydajnością pobrane od tygodniowych myszy komórki mózgu, skóry, mięśni, tkanki tłuszczowej, wątroby, czy szpiku kostnego. Są też pierwsze, nieopublikowane jeszcze wyniki wskazujące, że metoda działa też w przypadku niektórych dorosłych komórek ssaków naczelnych.
Naukowcy sugerują teraz, że zauważona przez nich metoda to odbicie wewnętrznego mechanizmu, który uruchamia się w organizmach żywych pod wpływem silnego uszkodzenia. Nie można wykluczyć, że to wstęp do lepszego rozpoznania tych procesów i - być może - stymulacji ich jeszcze innymi metodami.
Szczególnie istotnym odkryciem jest fakt, że komórki STEP pojawiają się nie tylko w tkankach samego embrionu, ale i w łożysku. Tego nie "potrafiły" do tej pory, ani komórki iPS, ani nawet embrionalne komórki macierzyste. To może sprawić, że te komórki są w istocie totipotencjalne, potrafią wszystko. Nie można więc wykluczyć, że właśnie te komórki w praktyce w przyszłości umożliwią klonowanie organizmów. Może się okazać, że wystarczy tylko wszczepić je do organizmu zastępczej matki. Jak pisze na swej stronie internetowej "New Scientist" autorzy nowej metody przyznają, że takie próby już podejmowali, różnie jednak komentują ich wyniki. Oficjalnie prowadzą już natomiast doświadczenia na komórkach ludzkich.