Toate sursele de obtinere a celulelor stem isi au sustinatorii si opozantii lor, dar se poate afirma cu certitudine ca epigenetica se afla in stransa legatura cu viitorul acestor celule.

De ce se formeaza o tumora? De ce unii oameni imbatranesc precoce iar altii se mentin bine si dupa 90 de ani? De ce menopauza se intaleaza la batranete? De ce primul mamifer clonat, oaia Dolly, a murit prematur? Sunt intrebari la care raspunde epigenetica, o noua ramura a biologiei moleculare. Daca genetica studiaza secventa ADN-ului unui organism, epigenetica isi propune sa studieze toate modificarile chimice (dar care nu provoca modificari la nivelul secventei genice) pe care ADN-ul le suporta de la debutul si pana la finele vietii.

Dar daca terapiile bazate pe substitutia de celule stem nu ar fi fost pe deplin necesare? Si daca oamenii se dovedesc a fi in stare sa manipuleze celulele stem existente sau sa obtina unele modificate prin inginerie genetica, reusind proliferarea si dezvoltarea lor ulterioara in pacient? Poate parea acesta o ipoteza ha zardata dar cercetatorii s-au focusat mai mult pe sursele din care se pot obtine aceste celule si mai putin pe mecanismele si semnalele epigenice care determina destinul unui individ.

Aceasta posibilitate nu poate ramane la infinit numai la dispozitia hazardului. Cercetarea epigenica este de importanta cruciala pentru tehnologia celulelor stem. Cercetarile facute, de-a lungul anilor, de grupul de geneticieni condus de profesorul Amanda Fisher, au aratat ca desi celulele evolueaza, unele zone ale genomului lor sunt "inchise" de varii modificari epigenetice. Aceasta limitare a accesului se manifesta prin limitarea potentialului lor. Dat fiind ca celulele stem sunt in masura sa produca orice tip de celula, se cunoaste, si unele studii au demonstrat-o, ca ADN-ul lor este "deschis" instructiunilor si manipularii. Cercetatorii spera ca - descifrand natura acestor intructiuni, cum pot fi implementate si mentinute modificarile epigenice si in ce mod le pot influenta conditiile din interiorul celulei - va fi posibila imbunatatirea tehnicilor de cultura pentru a transforma celule stem in tipuri de celule specifice.

Insa, date fiind multe dintre limitarile de natura tehnica, etica si practica, unele terapii celulare pot ramane indisponibile pentru mult timp de acum incolo, dar cu siguranta in viitorul va dezgropa secretele epigenice ale celulor stem.

Cum pot ramane stem?

O celula stem este controlata de prezenta si de modificarea proteinelor care inactiveaza unele dintre genele care determina celule sa se dezvolte in tesut cardiac sau in oricare alt tip de tesut. Gratie prezentei simultane a diverselor modificari proteice celule stem sunt pregatite sa se dezvolte in celule specializate.

Cercetatorii de la Genome Institute of Singapore (GIS), Bioprocessing Technology Institute (BTI), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR si de la National University of Singapore (NUS) s-au reunit intr-o ampla colaborare stiintifica.

Rezultatul a fost identificarea moleculelor care asigura crucial mentinerea in "stand-by" a celulelor stem. H3K4me3 si H3K27me3 sunt clasificate printre modificarile epigenice care influenteaza schemele de activare genetica atit la celulele stem embrionare umane cat si la cele mature. Cercetatorii au descoperit ca genele modificate numai de unul dintre markeri, mai precis H3K4me3, contin instructiuni pentru proteinele care permit celulelor stem sa prolifereze si sa se duplice.

In articolul publicat in revista "Cell-Stem Cell", autorii studiului au subliniat ca "prevalenta acestor gene poate fi corelata cu proprietatea de autoregenerare a celulelor stem". Determinand in ce maniera aceste celule sunt modificate de markerii epigenici, oamenii de stiinta au posibilitatea de a explica caracteristicile unice de care beneficiaza celulele stem, cum ar fi capacitatea de autoreinoire si pluripotenta.

Viitorul celulelor stem, modificarea genetica

Cu cateva luni inainte ca Nobelul sa revina unor cercetatori concentrati pe potentialul terapeutic al celulor stem, o intrunire a American Society of Gene Therapy, a deschis calea unui noi posibilitati medicale. S-a vorbit de posibilitatea de a trata bolile cu celule stem modificate genetic.

Acestea sunt deja in stadiu de experimentare clinica pentru tratamentul diabetului si al unui grup de patologii neurodegenerative. Celulele stem devin astfel o tinta mult mai interesanta pentru terapia genica deoarece celulele normale folosite in scopuri terapeutice sunt limitate in actiunea lor atat de durata de viata, cit si de capacitatea de multiplicare.

Cercetatorii au identificat un tip de celula sensibila la glucoza si care cu ajutorul ingineriei genetice ar putea fi determinata sa produca insulina. O buna candidata pentru aceasta functiune este celula K prezenta in partea superioara a intestinului subtire si care deja produce hormonul GIP ca raspuns la prezenta glucozei din intestin. Daca celulele K pot fi modificate genetic pentru a produce ele insele insulina, aceasta ar reprezenta un mare pas in descoperirea unui tratament eficace al diabetului.

Precautii pentru folosirea neetica a celulelor stem

Intr-un viitor proxim, cercetarea asupra celulelor stem poate revolutiona modul de tratare a "bolilor mortale". Medicii si oamenii de stiinta isi focuseaza cercetarile asupra celulelor stem in speranta combaterii maladiilor care afecteaza milioane de persoane: diabetul, scleroza multipla, scleroza laterala amiotrofica, osteoporoza, unele forme de cancer, fibroza chistica, leziunile maduvei spinarii, autismul, ictusul, Parkinson sau Boala Alzheimer.

Dispozitiile oficiale care reglementeaza limitele si folosirea celulelor stem in cercetare si terapii medicale variaza de la o tara la alta. In Germania de exemplu, recoltarea de celule stem de la un embriom uman este considerata ilegala. In Marea Britanie insa este perfect legala, dar legile in materie sunt riguroase: cercetatorii nu pot folosi embrioni umani lasati sa se dezvolte mai mult de 14 zile de la fecundare. La nivelul Uniunii Europene sunt la ora actuala peste 100.000 de embrioni "de rezerva" conservati in banci specifice.

In multe dintre tari nu exista inca legi explicite care sa disciplineze cercetarea asupra celulelor stem umane. Folosirea embrionilor umani genereaza mari controverse in termeni etici si de aceea cercetatorii din toata lumea cauta noi surse de celule stem. Tipul de celule stem care se gaseste in maduva spinarii la adulti pare sa fie una dintre posibilitati.

Si prelevarea de celule stem de la un adult isi are adversarii sai si nu este pe deplin acceptata din punct de vedere etic nici la nivel individual si nici la nivel guvernamental. Daca insa studiile si cercetarile care se fac vor dovedi functionala aceasta metoda, se deschide o perspectiva fantastica pentru medicina. Primele rezultate par promitatoare cu toate ca oamenii de stiinta nu cunosc inca exact versatilitatea celulelor stem din maduva osoasa, dar pe baza rezultatelor obtinute pana acum isi pot exprima optimismul.

Pentru a evita insa abuzurile Grupul European de Etica in Stiinte si Noi Tehnologii si-a facut publica pozitia care traseaza liniile directoare ale ghidului de folosire a celulelor stem in proiecte de cercetare finantate de UE. Conform acestor norme trebuie dovedit ca celulele stem provin de la embrioni neimplantati in cursul fecudarii in vitro. De asemenea, aduce un plus de transparenta in ceea ce priveste datele personale si informatiile despre conditiile de donare a embrionilor.

Totodata expertii recomanda sa se tina cont nu numai de normele etice adoptate de Parlamentul European, dar si de alte consideratii suplimentare.