Синя Яманака і Джон Гердон удостоїлися високої нагороди за роботи зі стовбурових клітин і клонування тварин.
Нобелівська премія з медицини та фізіології за 2012 рік присуджена 8 жовтня в Стокгольмі японському вченому Сін'є Яманаці і британському біологу Джону Гердону за роботи в галузі регенеративної медицини. З вручення цієї премії Нобелівський комітет при Каролінському медичному інституті відкрив презентацію лауреатів у 2012 році.
У чому унікальність і важливість відкриттів, зроблених Яманакою і Гердоном?
Джон Гердон - співробітник інституту онкологічних досліджень і ембріології в Кембриджському університеті, названого на його честь. Джон Гердон - жива легенда, на роботах якого виховане не одне покоління ембріологів у багатьох країнах світу. Джону Гердону в 60-ті роки минулого століття вдалося виділити ядро з клітки епітелію кишечника дорослої жаби і пересадити його в яйцеклітину іншої представниці даного виду амфібій. Результат - яйцеклітина починала ділитися, і утворювана клітинна маса проходила всі класичні етапи ембріогенезу до стадії пуголовка. У двох відсотках випадків головастики розвивалися в дорослих жаб. Саме Джона Гердона вважають основоположником принципів клонування в біології. (До речі, приклад «природного клонування» в природі - однояйцеві близнюки. У цьому випадку запліднена яйцеклітина з не дуже зрозумілих поки вчених причин при першому ж поділі «розпадається» на дві клітини, що самостійно розвиваються в подальшому, які дають початок двом генетично абсолютно однаковим особинам.)
Синя Яманака відкрив спосіб керувати стовбуровими клітинами і перепрограмувати будь-які клітини людського організму в стовбурові. У 2006 році йому вдалося підібрати суміш речовин (ферментів і ростових факторів), необхідних для цього. Склад отримав серед фахівців-біологів назву «коктейль Яманакі».
Ось витяг зі статті Сін'ї Яманакі, опублікованої в 2009 році в Nature (Nature, 460, 49-52; 2 July 2009): "У 1957 році Конрад Уоддінгтон запропонував схематичну аналогію процесу розвитку тваринного організму з заплідненої яйцеклітини (позначена червоним, див. малюнок 2). Ця аналогія відома в науці як «морфогенетичний ландшафт Уоддінгтона». Запліднена яйцеклітина вихідно володіє високим потенціалом. Вона тотипотентна (від лат. totalis - загальний; potentia - здатність), оскільки з неї можуть вийти будь-які клітини майбутнього організму. У міру розвитку організму у дочірніх клітин потенціал знижується (умовна «кулька» скочується в одну з «долин» ландшафту), тобто втрачається тотипотентність. З дочірніх клітин виникають багато типів клітин. Цей стан прийнято називати плюрипотентністю (лат. pluris - багато чого, але не все). На малюнку плюрипотентний стан позначено рожевим кольором. Соматичні клітини (звичайні клітини тіла) вже розтратили свої потенції, вони знаходяться в «долинах» ландшафту і позначені синім кольором. Для побудови нового організму клітини повинні або так і залишатися на високому морфогенетичному рівні (синій прямокутник), або перепрограмуватися (стрілка 1). Деякі соматичні клітини можна перепрограмувати, але тільки до плюрипотентного стану (стрілка 2). У міру поділів вони знову «скотяться» вздовж обраних шляхів розвитку. У надзвичайних обставинах одні соматичні клітини можуть перетворюватися на інші, долаючи «хребет» у морфогенетичному ландшафті (стрілка 3). При старінні і апоптозі клітина «йде» з ландшафту (стрілка 4). Стовбурові клітини, які знаходяться на середньому рівні в "долинах", можливо, буде легше повернути в плюрипотентний стан, ніж звичайні соматичні "
.
Сіньї Яманаці вдалося перепрограмувати клітку. На малюнку 3 ви бачите індуковану плюрипотентну клітку людини під мікроскопом. Це фото - з лабораторії Сін'ї Яманакі в Кіотському Університеті, Японія.
Історії про стовбурові клітини часто обростають легендами і «ужастиками» (згадується нещодавно виявлене в Свердловській області поховання людських ембріонів, яких часто помилково називали абортивним матеріалом, і про які так багато писали в ЗМІ). На сторінках журналу «Наука і життя» ми писали про те, чим плюрипотентні клітини відрізняються від звичайних соматичних: "Вчені не втомлюються роз'яснювати, що становлять цінність як первинний матеріал для регенеративної медицини плюрипотентні клітини, до яких належать ембріональні та індуковані стовбурові клітини, зовсім не те ж саме, що абортивний і плодовий матеріал. Плюрипотентні клітини здатні «перетворитися» (спеціалізуватися) на будь-яку з 210 (!) типів клітин нашого організму. У здоровому дорослому (постнатальному) організмі таких клітин вже немає. Але немає їх і в абортивному, і в плодовому матеріалі, в якому вже відбулася спеціалізація клітин, і вони набули властивостей, характерних для різних типів тканин: м'язовий, кістковий, нервовий "
.
Разом з тим, не можна забувати, що є важливий аспект використання стовбурових клітин в регенеративній медицині - це біобезпека їх застосування. Як говорилося вище, в дорослому здоровому організмі плюрипотентних клітин немає. Але вони можуть спонтанно виникнути при онкологічних захворюваннях - саркомі і тератокарциномі. Відповідно вірно і протилежне: якщо ввести в організм плюрипотентні клітини або клітини з індукованою плюрипотентністю (а завдяки роботам Сін'ї Яманакі така процедура стала рутинною), то вони можуть індукувати рак. Плюрипотентні ембріональні клітини часто служать первинним матеріалом для клітинних технологій, але медики повинні бути абсолютно впевненими в тому, що в тому біоматеріалі, який в кінцевому підсумку трансплантується пацієнту, їх немає. Зараз розробляються технології, що дозволяють прямо отримати з клітин однієї тканини клітини іншої тканини, минаючи стан плюрипотентності, але доступними такі процедури, за прогнозами фахівців, стануть лише через 7-10 років.
Тим не менш, при всіх складних наукових і етичних питаннях, які належить вирішити, і які будуть вирішені, можна сміливо говорити, що за відкриттями, зробленими Синьою Яманакою і Джоном Гердоном - майбутнє.