Abstract

O istnieniu komórek macierzystych w ludzkim płynie owodniowym doniesiono po raz pierwszy prawie dziesięć lat temu. Od czasu tego odkrycia wiedza na temat tych komórek gwałtownie wzrosła. Obecnie, komórki macierzyste płynu owodniowego (AFS) są powszechnie akceptowane jako nowe, potężne narzędzie do badań podstawowych, jak również do tworzenia nowych koncepcji terapii opartych na komórkach macierzystych. Możliwe jest wygenerowanie monoklonalnych, genomicznie stabilnych linii komórkowych AFS o wysokim potencjale proliferacyjnym, bez wywoływania problemów etycznych. Wiele różnych grup wykazało, że komórki AFS mogą być różnicowane do wszystkich trzech linii warstwy zarodkowej, co ma znaczenie zarówno dla naukowego, jak i terapeutycznego wykorzystania tych komórek. Dla tych ostatnich szczególnie ważny jest fakt, że komórki AFS są mniej nowotworowe niż inne typy pluripotencjalnych komórek macierzystych. W niniejszej pracy podsumowaliśmy aktualny stan wiedzy na temat tej stosunkowo młodej dziedziny nauki. Ponadto, omawiamy istotne perspektywy na przyszłość tego obiecującego obszaru badań nad komórkami macierzystymi, skupiając się na kolejnych ważnych pytaniach, na które należy odpowiedzieć.

1. Wprowadzenie

Pomimo że ludzkie komórki płynu owodniowego są szeroko stosowane w rutynowej diagnostyce prenatalnej, wiedza o tych komórkach pozostaje ograniczona. Jednakże, koncepcja, że niezróżnicowane i zróżnicowane komórki różnego pochodzenia i linii są obecne w płynie owodniowym została poparta kilkoma doniesieniami w ciągu ostatnich trzech dekad. Nie jest to zaskakujące, biorąc pod uwagę fakt, że w płynie owodniowym wykryto komórki należące do nabłonka owodni, skóry płodu, układu moczowo-płciowego, oddechowego i pokarmowego. Podczas przedłużającej się ciąży w płynie owodniowym można znaleźć wydzieliny układu oddechowego, moczowego i jelitowego płodu. Ponadto wiadomo również, że na skład, morfologię i właściwości wzrostu próbek komórek płynu owodniowego mają wpływ niektóre patologie płodu, takie jak na przykład wady cewy nerwowej lub gastroschisis .

Nowe zainteresowanie komórkami pochodzącymi z płynu owodniowego zostało zapoczątkowane przez dwa niezależne odkrycia. W 2001 roku zasugerowano, że komórki z płynu owodniowego mogą być wykorzystane w podejściach inżynierii tkankowej do chirurgicznej naprawy wad wrodzonych w okresie okołoporodowym. Autorzy wyizolowali mechanicznie z płynu owodniowego ciężarnych maciorek subpopulację komórek o odrębnej morfologii. Profil immunocytochemiczny tych komórek był bardzo zbliżony do komórek linii mezenchymalnej, fibroblastów/miofibroblastów. Wykazując znacznie szybszą proliferację niż porównywalne komórki płodowe i dorosłe, te pochodzące z płynu owodniowego komórki mogły być hodowane na rusztowaniach polimerowych z kwasu poliglikolowego aż do uzyskania konfluentnych warstw komórkowych. Pierwotnie dyskutowano, że taka konstrukcja byłaby optymalna do funkcjonowania jako przeszczep do implantacji w okresie noworodkowym lub nawet przed urodzeniem. Mogłoby to być szczególnie interesujące dla dzieci urodzonych z defektem ściany ciała, które są zbyt młode, aby pobrać przeszczep z innego miejsca ich ciała w celu przeprowadzenia operacji rekonstrukcyjnej. Wyniki uzyskane na modelach zwierzęcych są rzeczywiście zachęcające. Jednakże, zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, nie znamy do tej pory raportu opisującego kliniczne zastosowanie takiego podejścia do terapii opartej na komórkach u ludzi.

Kolejne odkrycie dotyczące komórek płynu owodniowego zapoczątkowało bardzo obiecujące i szybko rozwijające się pole badawcze. Prawie dziesięć lat temu opublikowano pierwszą sugestię, że ludzki płyn owodniowy może być nowym źródłem komórek macierzystych. Pierwszym dowodem na istnienie komórek AFS było odkrycie w ludzkim płynie owodniowym typu komórek o wysokiej proliferacji, wykazujących ekspresję markera pluripotencjalnych komórek macierzystych Oct4. Oprócz faktu, że komórki te wyrażaj± markery znane jako specyficzne dla pluripotencjalnych komórek macierzystych, udowodniono, że wyrażaj± one białka cyklu komórkowego znane jako specyficzne dla komórek cyklicznych. Po tym pierwszym opisie, wiele grup potwierdziło istnienie tych komórek Oct4+/c-Kit+ AFS i zgłosiło ich potencjał do różnicowania się w linie krwiotwórcze, neurogenne, osteogenne, chondrogenne, adipogenne, nerkowe, wątrobowe i różne inne. Pomimo, że pod względem właściwości biologicznych i wzoru ekspresji markerów, komórki AFS wydają się być bardziej podobne do embrionalnych komórek macierzystych (ES) niż, na przykład, do komórek trofoblastu, dokładne pochodzenie komórek AFS pozostaje nieuchwytne. Badania biochemiczne, immunocytochemiczne, biologiczne i morfologiczne wykazały, że komórki AFS stanowią nową i specyficzną jednostkę, różniącą się od komórek ES lub innych typów komórek macierzystych, takich jak te, które mogą być izolowane z nabłonka owodni lub trofoblastu. Obecnie bardzo interesujące jest wyjaśnienie dwóch istotnych kwestii związanych z komórkami AFS. Skąd się one biorą? Czy pełnią one funkcję biologiczną in vivo? Już wcześniej dyskutowaliśmy, że komórki AFS mogą prawdopodobnie odgrywać rolę w procesach gojenia ran wewnątrzmacicznych. Jednakże, jak do tej pory nie ma eksperymentalnego poparcia dla tej hipotezy. Jest oczywiste, że warunki eksperymentalne pozwalaj±ce na udowodnienie tej hipotezy nie s± obecnie łatwe do wyobrażenia lub praktyczne (lub dopiero zostan± opracowane).

Od czasu ich pierwszego odkrycia, najważniejszym zadaniem było wyja¶nienie kwestii, czy komórki AFS naprawdę posiadaj± potencjał pluripotencjalnego różnicowania poprzez udane inicjowanie różnicowania w różne linie, pocz±wszy od pojedynczej komórki macierzystej. Należy zauważyć, że wiele różnych doniesień w literaturze twierdzących, że opisują badania nad komórkami AFS, nie wyjaśniło nawet z jakimi komórkami pracują. Dość często badacze używali po prostu mieszaniny komórek z płynu owodniowego, uzyskanych poprzez specyficzne procedury hodowlane. Jednakże, jak wspomniano powyżej, takie mieszaniny komórek pochodzących z płynu owodniowego zawierają szeroką gamę specyficznych niezróżnicowanych i zróżnicowanych typów komórek. W każdym przypadku, gdy badania donoszą o potencjale różnicowania na określone linie komórkowe, najważniejsze jest, aby najpierw wyjaśnić, jaki wyjściowy typ komórek został użyty (poprzez szczegółową charakterystykę biologiczną i immunocytochemiczną). Ponadto, dowód na to, że komórki AFS rzeczywiście posiadają potencjał różnicowania pluripotencjalnego może być uzyskany tylko zaczynając od jednej komórki scharakteryzowanej jako komórka macierzysta. W każdym innym przypadku, można by założyć, że mieszanina komórek płynu owodniowego, która została użyta jako materiał wyjściowy, bardzo prawdopodobnie zawierała typ komórek z potencjałem do różnicowania się w określoną linię i inne typy komórek z innymi potencjałami różnicowania. Albo użyty w niektórych badaniach protokół różnicowania in vitro indukował selekcję (poprzez przewagę wzrostu) dla już (włączonego) zróżnicowanego typu komórek, a nie różnicowanie w dobrej wierze. Pierwsza grupa badawcza, która naprawdę brała to pod uwagę, donosiła, że z jednej komórki AFS Oct4-pozytywnej można było indukować różnicowanie adipogenne, osteogenne i neurogenne. Autorzy zastosowali dwuetapowy protokół hodowli, po którym nastąpiła szczegółowa immunocytochemiczna charakterystyka uzyskanego typu komórek macierzystych. Trzy lata później, inna grupa badawcza wyizolowała monoklonalne komórki AFS poprzez selekcję cytometryczną i minimalne rozcieńczenie, które wykazywały ekspresję markerów komórek macierzystych c-Kit i Oct4. Autorzy opisali pierwsze stworzenie monoklonalnych linii komórkowych AFS, charakteryzujących się wysokim potencjałem proliferacyjnym, które mogły być hodowane przez wiele okresów cyklicznych z zachowaniem stabilnego statusu chromosomalnego. Zastosowanie takich linii komórkowych AFS pozwoliło na wykazanie, że możliwe jest indukowanie różnicowania komórek adipogennych, osteogennych, miogennych, śródbłonkowych, neurogennych i wątrobowych. Co ważne, autorzy ci donieśli również, że komórki AFS, w przeciwieństwie do komórek ES, nie indukują powstawania nowotworów u myszy z ciężkim połączonym niedoborem odporności (SCID) (szczegółowe omówienie tego aspektu znajduje się poniżej) .

Komórki ES, hodowane przy braku czynników różnicujących, mogą spontanicznie tworzyć trójwymiarowe wielokomórkowe agregaty zwane ciałami embrionalnymi. W przeszłości, ciała embrionalne były powszechnie uważane za optymalny punkt wyjścia dla różnicowania komórek macierzystych w różne linie rozwojowe. W związku z tym, tworzenie ciałek embrionalnych, po którym następują różne metody indukujące różnicowanie, jest postrzegane jako właściwy sposób udowodnienia potencjału pluripotencjalnego różnicowania określonego typu komórek macierzystych. W związku z tym, interesujące było sprawdzenie, czy komórki AFS, zaczynając od jednej komórki, są zdolne do tworzenia ciałek embrionalnych. Rzeczywiście, monoklonalne ludzkie komórki AFS mogą tworzyć ciała embrionalne, gdy są hodowane bez czynników antydyferencjacyjnych, w warunkach, w których nie są w stanie przyczepić się do powierzchni naczyń hodowlanych i bez kontaktu z komórkami zasilającymi. Tworzeniu takich trójwymiarowych agregatów wielokomórkowych towarzyszy spadek ekspresji markerów komórek macierzystych oraz indukcja różnicowania w różne linie rozwojowe. Badanie wykazujące zdolność do tworzenia ciałek embrionalnych było ostatecznym dowodem na to, że komórki AFS są pluripotencjalne. Ponadto, pozwala ono obecnie na rekapitulację i badanie trójwymiarowych struktur i kontekstów na poziomie tkanek wielu zjawisk różnicowania podczas wczesnej embriogenezy ssaków. Te odkrycia dotyczące pluripotencji komórek AFS zostały uzyskane przy użyciu monoklonalnych linii komórkowych wygenerowanych poprzez magnetyczne sortowanie komórek i metody minimalnego rozcieńczenia z ludzkich próbek amniopunkcji. Obecnie istnieje wiele różnych ustalonych linii monoklonalnych, które mogą być ekspandowane jako niedojrzałe komórki macierzyste o wysokim tempie proliferacji w kulturze bez potrzeby stosowania komórek zasilających .

Podsumowując, obecny stan wiedzy jest taki, że komórki AFS posiadają potencjał do różnicowania się w typy komórek trzech warstw zarodkowych (ektodermy, mezodermy i endodermy) i mogą tworzyć ciała embrionalne, znane jako główny etap w różnicowaniu pluripotencjalnych komórek macierzystych. W porównaniu do innych typów komórek macierzystych, takich jak dorosłe komórki macierzyste, komórki ES lub indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPS), komórki AFS mają szczególne zalety. Dorosłe komórki macierzyste są często trudne do pobrania, wykazują niższy potencjał różnicowania niż komórki AFS i nie mogą być hodowane z wysoką aktywnością proliferacyjną. Wytwarzanie linii komórek ES poprzez zniszczenie ludzkiego embrionu podnosi wiele kwestii etycznych, które są różnie omawiane w poszczególnych krajach. Ponadto, komórki ES są nowotworowe, podczas gdy komórki AFS, jak już wspomniano powyżej, nie indukują tworzenia się guzów u myszy z ciężkim połączonym niedoborem odporności. W porównaniu do komórek iPS, w komórkach AFS nie ma potrzeby ektopowej indukcji pluripotencji. Komórki AFS są stabilne genomowo i nie są nosicielami pamięci epigenetycznej ani mutacji somatycznych z już zróżnicowanych komórek źródłowych. Ponadto stwierdzono, że komórki iPS akumulują nieprawidłowości kariotypowe i mutacje genowe podczas rozmnażania w hodowli. Ostatnio doniesiono, że podczas ektopowej indukcji pluripotencji komórki iPS jedynie niekompletnie rekapitulują swój wzorzec epigenetyczny. To ważne odkrycie musi być wzięte pod uwagę, gdy komórki te mają być wykorzystane do szczegółowych badań nad procesami różnicowania, jak również gdy są rozważane dla nowych podejść terapeutycznych. Komórki AFS już wykazują właściwości komórek macierzystych i nie wymagają ektopowej indukcji pluripotencji. Co więcej, komórki AFS już wykazują epigenetyczny wzorzec komórek macierzystych. Podsumowując, nie jest zaskakujące, że wiele prób koncentruje się obecnie na pytaniu, w jakich warunkach komórki AFS mogłyby być wykorzystywane w terapiach opartych na komórkach macierzystych. Ponadto, komórki AFS są obecnie coraz częściej akceptowane jako optymalne narzędzie do badań podstawowych .

Chociaż uważa się, że komórki ES, komórki iPS i komórki AFS posiadają pluripotencjalny potencjał różnicowania, pytanie, czy wykazują one to samo jakościowe spektrum potencjału różnicowania, pozostaje bez odpowiedzi. Pluripotencjalne komórki macierzyste definiuje się jako komórki samoreplikujące się (komórki mogą się dzielić per se), o których wiadomo, że mają zdolność do rozwoju w komórki i tkanki pierwotnych warstw zarodkowych, ektodermy, mezodermy i endodermy. Wykazano, że te trzy typy komórek macierzystych (komórki ES, iPS i AFS) posiadają potencjał różnicowania się w komórki trzech warstw zarodkowych. Wszystkie trzy mogą również tworzyć ciała embrionalne. Jednak to, czy rzeczywiście mają one porównywalny potencjał do różnicowania się w określony typ komórek ze wszystkimi znanymi funkcjami biologicznymi, musi być zbadane w każdym przypadku osobno. Uważamy, że konieczne jest bezpośrednie zbadanie i porównanie ich potencjałów różnicowania i wybranie najbardziej odpowiednich typów komórek dla podstawowych projektów naukowych i dla przypuszczalnego zastosowania w nowych terapiach opartych na komórkach macierzystych. Ponadto, jedna oczywista różnica pomiędzy tymi trzema typami pluripotencjalnych komórek macierzystych powinna być zbadana bardziej szczegółowo w przyszłości. Od czasu pierwszego opisu ich hodowli in vitro, wiadomo, że komórki ES są nowotworowe. Podobnie, komórki iPS indukują powstawanie guzów, gdy są podskórnie przeszczepiane myszom nagim. Jednakże, komórki AFS nie tworzą guzów u myszy z ciężkim połączonym niedoborem odporności. Ponieważ ta ostatnia kwestia była do tej pory badana tylko w jednym projekcie analizującym określony zestaw przeszczepów zwierzęcych, uzasadnione są dalsze badania w celu wyjaśnienia, czy komórki AFS rzeczywiście nie są nowotworowe. Oczywiście, jeśli jest to prawdą, stanowiłoby to istotną przewagę nad komórkami ES i iPS, przynajmniej w odniesieniu do przypuszczalnego zastosowania klinicznego

2. Komórki AFS w terapii: Future Perspectives

Wiele emocji wokół ludzkich komórek macierzystych wiąże się z nadzieją klinicystów i pacjentów, że komórki te mogą kiedyś zostać wykorzystane do terapii komórkowych dla szerokiego spektrum ludzkich chorób. W tym miejscu należy jasno stwierdzić, że prace nad terapiami opartymi na komórkach AFS są wciąż w powijakach. Wiele kwestii jest obecnie badanych i jak dotąd żadne podejście terapeutyczne oparte na komórkach AFS nie osiągnęło poziomu rutynowego zastosowania klinicznego. Jednakże, wiele nowych wyników badań dostarcza mocnych dowodów na to, że komórki AFS mogą rzeczywiście służyć jako potężne narzędzie w medycynie regeneracyjnej .

Na przykład, ostre i przewlekłe niewydolności nerek są zaburzeniami o wysokiej zachorowalności i śmiertelności. Transplantacja nerki pozostaje najskuteczniejszą opcją leczenia dla większości pacjentów z schyłkową niewydolnością nerek. Niestety, niedobór zgodnych narządów jest czynnikiem bardzo ograniczającym. Strategie leczenia opierają się również na konwencjonalnej dializie nerek, ale śmiertelność wśród pacjentów wymagających przewlekłej dializy jest wysoka. W związku z tym, zwrócono uwagę na przypuszczalne wykorzystanie komórek macierzystych w naprawie uszkodzeń nerek. Kilka ostatnio opublikowanych badań nad różnicowaniem nerkowym komórek AFS kusi do spekulacji, że te komórki macierzyste mogą być uważane za nowe obiecujące źródło dla terapii opartych na komórkach w celu naprawy uszkodzeń nerek i uzasadniają dalsze badania w tym kierunku. Używając testu reaggregacji nerek, opublikowaliśmy ostatnio, że komórki AFS posiadają potencjał do różnicowania się w linie nefrogenne i że zdolność ta zależy od szlaku sygnałowego mammalian target of rapamycin (mTOR) (patrz również dyskusja poniżej). Inni wykazali, że ludzkie komórki AFS mogą integrować się z tkankami nerkowymi po wstrzyknięciu do izolowanych nerek embrionalnych myszy lub że wstrzyknięcie komórek AFS do uszkodzonych nerek myszy z ostrą martwicą kanalików związaną z rabdomiolizą może pośredniczyć w efekcie ochronnym . Chociaż te i inne dane sprawiają, że kuszące jest spekulowanie, że komórki AFS mogą zapewnić skuteczne alternatywne podejście do leczenia, na przykład, ostrej martwicy kanalików, wiele pytań musi zostać rozwiązanych, zanim takie terapie oparte na komórkach będą mogły być rozważane do rutynowych zastosowań u ludzi.

Z wielu różnych powodów ustanowienie nowych terapii opartych na komórkach macierzystych dla dotychczas nieuleczalnych patologii ośrodkowego układu nerwowego, takich jak choroba Parkinsona, uszkodzenie rdzenia kręgowego, stwardnienie rozsiane lub udar, jest również bardzo interesujące. Neuronalne komórki macierzyste, które były badane w tym celu, można znaleźć w dorosłym ośrodkowym układzie nerwowym oraz w rozwijającym się embrionie, ale tkanki te nie są łatwo dostępne i budzą wątpliwości natury etycznej. W ostatnich latach, różne grupy donosiły o potencjale różnicowania neurogennego komórek AFS. Jednakże, zanim będzie można rozważyć kolejne kroki w kierunku klinicznego wykorzystania metod opartych na komórkach AFS, należy udowodnić, że AFS rzeczywiście mogą tworzyć dojrzałe neurony. W rzeczywistości, w literaturze wciąż toczy się debata na temat tego, czy komórki AFS są rzeczywiście w stanie tworzyć funkcjonalne neurony. W najbliższej przyszłości bardzo ważne będzie ustalenie, jakiego rodzaju neurogenne typy komórek mogą być rozwinięte z komórek AFS. Pytanie, czy komórki AFS mogą różnicować się w funkcjonalne dojrzałe neurony, musi być zbadane poprzez analizę zdolności do odpalania wrażliwych na tetrodotoksynę potencjałów czynnościowych o charakterystycznym kształcie i czasie trwania lub poprzez wykazanie komunikacji synaptycznej za pomocą mikroskopii elektronowej .

W tym miejscu możliwe byłoby omówienie kilku kolejnych przykładów dla przypuszczalnych podejść terapeutycznych z wykorzystaniem komórek AFS. Czasami argumentuje się, że wiele podstawowych pytań dotyczących pochodzenia, nowotworowości, potencjału różnicowania, statusu epigenetycznego lub stabilności genomowej musi być zbadanych zanim komórki AFS będą mogły być dalej rozważane jako narzędzie terapeutyczne. Uważamy jednak, że wszystkie te aspekty powinny być badane równolegle. Ponadto, dla przyszłych rozważań jest naprawdę ważne, aby ilościowo i jakościowo porównać wszystkie te właściwości komórek AFS do właściwości innych pluripotencjalnych lub dorosłych typów komórek macierzystych.

3. Komórki AFS w naukach podstawowych: Future Perspectives

Komórki macierzyste są bardzo użytecznym narzędziem do badania molekularnej i komórkowej regulacji procesów różnicowania. Jednym z podej¶ć, aby dowiedzieć się więcej o roli, na przykład, specyficznego genu dla pewnego procesu różnicowania jest obniżenie endogennej ekspresji interesuj±cego nas genu. Takie podejście pozwala wyjaśnić rolę modulowanej ekspresji genu dla potencjału komórek do różnicowania się w określoną linię. Ostatnio opublikowaliśmy protokół do efektywnego wyciszania genów w komórkach AFS za pomocą siRNA. Ten protokół, który już przetestowaliśmy dla wielu różnych genów, pozwala na 96-98% wyciszenie ekspresji endogennego genu w okresie około 14 dni w komórkach AFS i w wielu innych pierwotnych, unieśmiertelnionych lub przekształconych komórkach .

Ostatnio wykorzystaliśmy to podejście do badania roli szlaku mTOR w ludzkich komórkach AFS. Deregulacja upstreamowych regulatorów mTOR, takich jak, na przykład, Wnt, Ras, TNF-α, PI3K lub Akt, jest cechą charakterystyczną w wielu ludzkich nowotworach. Mutacje w genach składowych szlaku mTOR: TSC1, TSC2, LKB1, PTEN, VHL, NF1 i PKD1 powodują rozwój ludzkich zespołów genetycznych: stwardnienia guzowatego, zespołu Peutz-Jeghers, zespołu Cowden, zespołu Bannayan-Riley-Ruvalcaba, choroby Lhermitte-Duclos, zespołu Proteus, choroby von Hippel-Lindau, neurofibromatozy typu 1 oraz wielotorbielowatości nerek. Oprócz różnorodnych zaburzeń jednogenowych i nowotworzenia, szlak mTOR ma również znaczenie w rozwoju złożonych chorób, takich jak przerost mięśnia sercowego, otyłość czy cukrzyca typu 2. Wszystkie te patologiczne konsekwencje rozregulowanej aktywności mTOR są wytłumaczalne, biorąc pod uwagę, że mTOR jest kluczowym elementem kaskady sygnalizacyjnej insuliny, która jest zaangażowana w wiele różnych procesów, takich jak wzrost komórek, proliferacja, metabolizm, transkrypcja, translacja, przeżycie, autofagia, starzenie się, różnicowanie i onkogeneza. Stwierdziliśmy, że cały proces tworzenia ciała zarodkowego komórek AFS zależy od obu enzymów zawierających mTOR, mTORC1 i mTORC2. Jak wspomniano powyżej, modulowanie komponentów mTOR poprzez specyficzne podejścia siRNA ujawniło, że potencjał komórek AFS do przyczyniania się do tworzenia tkanki nerkowej jest regulowany przez ten szlak sygnalizacyjny. Ostatnio, podejście do znokautowania funkcji endogennych genów w komórkach AFS pozwoliło nam wykryć, że dwa regulatory mTOR, tuberyna i PRAS40, są antyapoptotycznymi strażnikami podczas wczesnego różnicowania ludzkich komórek AFS. Podsumowując, jesteśmy przekonani, że podejście polegające na hamowaniu ekspresji endogennych genów przez siRNA w monoklonalnych ludzkich liniach komórkowych AFS jest bardzo potężnym narzędziem dla przyszłych projektów zajmujących się molekularną regulacją różnicowania. Innym bardzo interesującym aspektem dla przyszłych badań podstawowych jest bankowanie linii komórkowych AFS niosących naturalnie występujące mutacje, które są istotne dla niektórych ludzkich fenotypów patologicznych. W genetyce medycznej przyszły rozwój nowych strategii profilaktycznych i terapeutycznych zależy bezpośrednio od lepszego zrozumienia mechanizmów, za pomocą których naturalnie występująca zmienność genetyczna przyczynia się do powstawania chorób. W krajach, w których legalne jest wykorzystywanie ludzkich embrionów do badań, linie komórkowe ES niosące określone wady dziedziczne generowane są z embrionów z wszelkiego rodzaju liczbowymi nieprawidłowościami chromosomalnymi lub specyficznymi mutacjami chorób monogenowych wykluczonych z transferu do macicy po preimplantacyjnej diagnostyce genetycznej. Wytworzono już także wiele linii iPS z zaburzeń jednogenowych, zespołów chromosomowych i chorób złożonych, w celu wykorzystania ich w podstawowych projektach badawczych. Jednakże, jak już szczegółowo omówiono, zarówno komórki ES jak i iPS posiadają istotne wady w porównaniu z komórkami AFS. Obok innych inwazyjnych metod, amniopunkcja jest powszechnie akceptowaną standardową procedurą opieki prenatalnej od lat 70-tych. Nie da się przewidzieć, ile amniopunkcji wykonuje się rocznie na całym świecie. Podsumowując, wierzymy, że generowanie i bankowanie normalnych ludzkich linii komórkowych AFS oraz linii komórkowych AFS z aberracjami chromosomalnymi, jak również linii komórkowych AFS ze specyficznymi mutacjami chorób monogenowych, może dostarczyć bardzo potężnych narzędzi do modelowania chorób w przyszłych badaniach. W tym miejscu należy zauważyć, że bankowanie komórek AFS do celów innych niż badawcze, mające na celu ochronę zdrowia dziecka poprzez posiadanie komórek macierzystych dostępnych przez całe jego życie, jest czymś innym. Niektóre firmy w Europie i USA już teraz oferują bankowanie komórek AFS, na przykład podczas amniopunkcji wykonywanej w celu diagnostyki prenatalnej. Ich argumenty za zachowaniem komórek AFS są takie, że komórki te kiedyś mogłyby pomóc w leczeniu urazów (np. naprawa chrząstki kolanowej), gojeniu się ran, czy rozwoju skóry do konkretnych przeszczepów. Jak wspomniano wcześniej, w przyszłości konieczne będą szeroko zakrojone badania w celu ustalenia przypuszczalnego klinicznego zastosowania komórek macierzystych AFS u ludzi. Obiecujące wyniki uzyskane w ciągu ostatnich kilku lat w tej wciąż młodej dziedzinie naukowej wyraźnie uzasadniają dalsze szczegółowe badania w kierunku przypuszczalnego klinicznego zastosowania komórek AFS. W niniejszej pracy chcielibyśmy podkreślić, że bankowanie komórek AFS z naturalnie występującymi mutacjami do badań genetycznych u ludzi powinno rozpocząć się tak szybko, jak to możliwe w różnych laboratoriach przy zachowaniu porównywalnych standardów jakości. Warto byłoby zachęcić różne laboratoria do pobierania próbek płynu owodniowego z amniopunkcji o porównywalnych wskazaniach z podobnych tygodni ciąży. Protokoły izolacji komórek macierzystych, wykonywania minimalnych rozcieńczeń i charakterystyki uzyskanych w ten sposób monoklonalnych linii komórkowych AFS powinny być standaryzowane. Biobankowanie linii komórkowych AFS z scharakteryzowanymi mutacjami pozwoliłoby na przejście do kolejnego etapu badań genetycznych z wykorzystaniem ludzkich komórek macierzystych.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.