Μια εντυπωσιακή ανακάλυψη από το Stowers Institute for Medical Research ρίχνει νέο φως στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα βλαστοκύτταρα ρυθμίζουν τη δραστηριότητά τους και συμβάλλουν στην αναγέννηση ιστών. Ο πρωταγωνιστής; Ένας μικροσκοπικός επίπεδος σκώληκας, ο πλανάριος, γνωστός για την απίστευτη ικανότητά του να αναγεννά ολόκληρα μέρη του σώματός του — ακόμη και ένα νέο κεφάλι ή σώμα από ένα μικρό κομμάτι.
Ένα νέο μοντέλο αναγέννησης
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell Reports και καθοδηγήθηκε από τον μεταδιδακτορικό ερευνητή Frederick “Biff” Mann, Ph.D., υπό την επίβλεψη του Alejandro Sánchez Alvarado, Ph.D., προέδρου και επικεφαλής επιστημονικού λειτουργού του Ινστιτούτου, αμφισβητεί μια από τις πιο καθιερωμένες αντιλήψεις στη βιολογία των βλαστοκυττάρων: ότι αυτά λειτουργούν αποκλειστικά μέσα σε έναν “θάλαμο” ή “niche” — ένα μικροπεριβάλλον που καθορίζει πότε θα διαιρεθούν και σε τι είδος κυττάρου θα μετατραπούν.
Στους ανθρώπους, για παράδειγμα, τα αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα βρίσκονται στον μυελό των οστών και λαμβάνουν “οδηγίες” από το περιβάλλον τους για να δημιουργήσουν νέα αιμοσφαίρια. Ωστόσο, στους πλανάριους, η κατάσταση φαίνεται τελείως διαφορετική: τα βλαστοκύτταρα αυτών των οργανισμών φαίνεται να αγνοούν τα γειτονικά κύτταρα και να λαμβάνουν σήματα από πιο απομακρυσμένα σημεία του σώματος. Αυτή η ανακάλυψη ενδέχεται να εξηγήσει την εξαιρετική ικανότητα αναγέννησης του σκώληκα και, ταυτόχρονα, να αποτελέσει πηγή έμπνευσης για την αναγεννητική ιατρική στον άνθρωπο.
Βλαστοκύτταρα χωρίς όρια
Σε αντίθεση με τα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα, τα οποία έχουν περιορισμένη ικανότητα διαφοροποίησης, τα βλαστοκύτταρα των πλανάριων διαθέτουν απεριόριστο δυναμικό — μπορούν να μετατραπούν σε οποιονδήποτε τύπο κυττάρου. Η ερευνητική ομάδα αναφέρει ότι αυτή η ανεξαρτησία πιθανώς σχετίζεται με την έλλειψη ενός σταθερού “niche”: τα κύτταρα αυτά λειτουργούν χωρίς αυστηρή καθοδήγηση, βασιζόμενα σε ευρύτερα σήματα από το σώμα.
Όπως εξηγεί ο Mann: “Ένα παραδοσιακό niche λειτουργεί σαν ‘διευθυντής’ που λέει στα κύτταρα τι να κάνουν. Όμως στον πλανάριο, φαίνεται πως τα βλαστοκύτταρα μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς αυτόν τον έλεγχο — είναι πιο αυτόνομα και δημιουργικά.” Αυτό το εύρημα ανατρέπει τον καθιερωμένο τρόπο σκέψης γύρω από τα βλαστοκύτταρα και ανοίγει τον δρόμο για νέες στρατηγικές στον έλεγχο της κυτταρικής αναγέννησης.
Η τεχνολογία πίσω από την ανακάλυψη
Χρησιμοποιώντας spatial transcriptomics — μια νέα μέθοδο που επιτρέπει στους ερευνητές να βλέπουν ποια γονίδια ενεργοποιούνται μέσα σε συγκεκριμένα κύτταρα και στους γείτονές τους — η ομάδα μπόρεσε να χαρτογραφήσει τη μικροδομή των ιστών του πλανάριου με εντυπωσιακή λεπτομέρεια.
Ένα από τα πιο εντυπωσιακά ευρήματα ήταν η αναγνώριση ενός νέου τύπου κυττάρου, που δεν είχε περιγραφεί ποτέ μέχρι τώρα. Πρόκειται για τεράστια κύτταρα με πολυάριθμες προεκτάσεις, που μοιάζουν με “δάχτυλα” και ονομάστηκαν “hecatonoblasts”, από το μυθολογικό τέρας Εκατόγχειρες — σύμβολο πολλαπλών “χεριών” και δύναμης.
Αν και τα hecatonoblasts βρίσκονται κοντά στα βλαστοκύτταρα, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι δεν ελέγχουν τη λειτουργία τους, όπως θα ανέμενε κανείς. Αντίθετα, τα εντερικά κύτταρα, τα οποία βρίσκονται πιο μακριά, φαίνεται να παρέχουν τα κρίσιμα σήματα που καθορίζουν τη θέση και τη λειτουργία των βλαστοκυττάρων κατά τη διαδικασία της αναγέννησης.
Τοπικά και “παγκόσμια” σήματα
Η συν-συγγραφέας της μελέτης Blair Benham-Pyle, Ph.D., από το Baylor College of Medicine, εξηγεί: “Οι τοπικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ κυττάρων επηρεάζουν τις άμεσες αντιδράσεις των βλαστοκυττάρων. Όμως, τα απομακρυσμένα σήματα φαίνεται να ρυθμίζουν πώς τα ίδια κύτταρα ανταποκρίνονται σε μεγαλύτερες αλλαγές στο σώμα.” Με απλά λόγια, τα βλαστοκύτταρα του πλανάριου διαθέτουν ένα δυναμικό και ευέλικτο σύστημα επικοινωνίας, όπου τόσο οι κοντινές όσο και οι μακρινές “οδηγίες” συνεργάζονται για να καθοδηγήσουν την αναγέννηση.
Τι σημαίνει αυτό για την ιατρική
Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα βλαστοκύτταρα του πλανάριου λειτουργούν ανεξάρτητα αλλά συντονισμένα με το υπόλοιπο σώμα μπορεί να ανοίξει νέους δρόμους για την επιδιόρθωση κατεστραμμένων ιστών στον άνθρωπο. Ο Sánchez Alvarado σημειώνει: “Όσο περισσότερο κατανοούμε τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα συνεργάζονται για να ενεργοποιήσουν τις φυσικές δυνάμεις αυτοΐασης του σώματος, τόσο πιο κοντά ερχόμαστε στη δημιουργία νέων θεραπειών που θα αξιοποιούν τη δύναμη των ίδιων των βλαστοκυττάρων μας.”
Ο μικροσκοπικός πλανάριος, ένας φαινομενικά απλός οργανισμός, αποδεικνύεται πολύτιμος “δάσκαλος” για τη βιολογία της αναγέννησης. Η ανακάλυψη ότι τα βλαστοκύτταρά του λειτουργούν χωρίς σταθερό niche αλλά μέσα σε ένα δυναμικό, αυτοοργανωμένο περιβάλλον ανατρέπει όσα γνωρίζαμε μέχρι σήμερα. Αν μπορέσουμε να κατανοήσουμε και να μιμηθούμε αυτές τις διαδικασίες, η αναγεννητική ιατρική ίσως βρει τον τρόπο να επουλώνει όχι μόνο τραύματα και όργανα, αλλά και να αναπλάθει τη ζωή με τρόπους που μέχρι πρόσφατα ανήκαν στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας.
Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!