Kereső toggle

Szunnyadó gének

Őssejtkutatásért adták az idei orvosi Nobel-díjat

Továbbítás emailben
Cikk nyomtatása

A klónozás és őssejtterápia alapját megteremtő felfedezéseik alapján  John B. Gurdon brit és Shinya Yamanaka japán kutatók megosztva vehetik át idén az orvosi-élettani Nobel-díjat. A díjat odaítélő bizottságnak a stockholmi Karolinska Intézetben hétfőn meghozott döntése két olyan tudóst részesít a tudományos világ legnagyobb elismerésében, akiknek munkája nyomán a „tankönyveket át kellett írni, és új tudományterületek nyíltak. Felfedezésük forradalmasította az egyedfejlődésről és a sejtek specializálódásáról alkotott nézeteinket” – áll a bizottság döntésének indoklásában.

John Bertrand Gurdon 1933-ban született Nagy-Britanniában. Már diákkorában megfogant benne a kutatás iránti vágy, melyet elmondása szerint egy, a jó hírű Eton College-beli tanára „nevetségesnek” titulált, mivel az ifjú Gurdon nem szerette az egyszerű biológiai tényeket bemagolni. Talán ennek köszönhetően kezdett ezután Oxford egyik legnagyobb oktatási intézményében, a Christ Churchben (Krisztus Temploma) klasszikus tudományokat, ókori nyelveket, irodalmat, filozófiát és történelmet tanulni. Érdeklődése azonban hamarosan a zoológia felé fordult. 

Az Oxfordi Egyetem fiatal kutatójaként Gurdont egy egyszerű kérdés vezette el korszakalkotó felfedezéséhez: vajon a sejtek fejlődése során megfigyelhető, a genetikai állományukban bekövetkező változások valóban visszafordíthatatlanok? A fejlődés alatt ugyanis egy éretlen sejtből érett, egy adott funkcióra specializált sejt alakul ki, aminek során a különböző fokban érett sejtekben különböző gének jutnak kifejeződésre, azaz különböző fehérjék képződnek. Az 1960-as években úgy tűnt, hogy a kifejlett, érett sejtben kialakult, a gének kifejeződésére vonatkozó állapot örökre változatlan marad.

John Gurdon a fenti kérdés megválaszolására zseniális kísérletet tervezett. Még megtermékenyítés előtt álló békapetesejtből eltávolította a sejt genetikai állományát tartalmazó sejtmagot, és helyébe egy kifejlett békának a táplálék felszívódására specializálódott bélhámsejtjének sejtmagját ültette. Az eredmény meglepő volt. A bélhámsejtmagot tartalmazó petesejt osztódásnak indult, és ebihal fejlődött belőle. A kísérlet jelentős tanulságokkal szolgált. Nyilvánvalóvá vált, hogy egy kifejlett sejt magja tartalmaz minden olyan genetikai információt, amire az egyed fejlődése során szükség van, noha a kifejlett sejtben ezek az információk nem jutnak érvényre, azaz a kifejlődéshez szükséges genetikai információkat tároló DNS-ről nem képződnek fehérjék. Adott esetben azonban, mint például a fenti kísérletben is, az érett sejtben szunnyadó gének felébreszthetők. A genetikai állományban a sejtek specializálódása során történt változások tehát nem visszafordíthatatlanok, vagy-is a sejt újraprogramozható.

Az ötlet, mármint hogy egy testi sejt magját megtermékenyítés előtt álló petesejt magjának helyébe oltva az egyedfejlődés folyamata elindítható, és szerencsés esetben kifejlett egyed hozható létre, sokak fantáziáját energizálta. Számos laboratóriumban próbálták a kétéltűben végrehajtott kísérletet emlősállatokban is megvalósítani, nem sok sikerrel. Emlősállatokban ugyanis érett sejtből származó sejtmag átültetése csak az esetek jóval kevesebb, mint egy százalékában sikerült. Emellett az egyedfejlődés folyamatai sokkal bonyolultabbak, mint a békában, ezért az eredmény sokáig, egészen 1996-ig váratott magára. Ekkor született meg az első, egy skót munkacsoport által klónozott emlősállat, Dolly, a bárány. Az eredmény nemcsak tudományos, hanem gazdasági szempontból is kecsegtető volt. Hiszen ha egy jó genetikai adottságokkal rendelkező haszonállat testi sejtjének sejtmagját egy másik, akár gyengébb genetikai adottságú állatból származó petesejtbe transzplantálják, a jó genetikai adottságú állat fejlődik ki. A háziállatok klónozása azonban csak álom maradt, a kísérlet drága mivolta és a Dollynál igen fiatalon megjelenő öregedési folyamatok miatt.

Gurdon kísérlete azonban nemcsak az emlősállatokat reprodukáló klónozás, hanem a gyógyászati célú, terápiás klónozás irányába tett próbálkozásokat is elindította. A sejtmag-transzplantációt követő sejtosztódások után az embrióban lévő sejtek ugyanis alkalmasak arra, hogy belőlük bármilyen típusú specializált sejt, illetve a sejtek által felépített szövet alakuljon ki, ami az egyedfejlődés további szakaszában természetesen meg is történik. Az ilyen éretlen, bármilyen szövetté specializálódni képes sejtet pluripotensnek nevezik. A pluripotens sejtek az embrióból eltávolíthatók – amelynek során egyébként az embrió elpusztul –, és laboratóriumi körülmények között különbözőképp tenyészthetők. Ezáltal különböző sejtek fejlődhetnek ki belőlük, mint például a terápiás célra alkalmas őssejtek.

Az ily módon történő terápiás klónozás azonban számos etikai kérdést vet fel. Az emberi embriók létrehozása, majd elpusztítása mellett morális alapon megkérdőjelezhető a klónozáshoz szükséges petesejt-adományozás legalizálása. Ezenkívül a terápiás klónozás rutinná válása könnyen vezethet az embert reprodukáló klónozáshoz is. Emiatt az erre irányuló vizsgálatokat a legtöbb országban tiltják, és sejtmag-transzplantációval sikeresen létrehozott emberi embrionális őssejtekről szóló eredményeket még senki sem közölt. Úgy tűnt, a terápiás klónozás zsákutcába ért.

A kiutat a Gurdonnél mintegy harminc évvel fiatalabb Shinya Yamanaka és munkatársai találták meg. Ők felnőtt egér bőrében található kötőszöveti sejteket alakítottak át őssejtekké. A kísérletükben a sejtek genetikai információjának kifejeződését próbálták megváltoztatni azáltal, hogy az átprogramozási folyamatot beindító molekulák, úgynevezett transzkripciós faktorok meghatározott keverékével kezelték a sejteket. A japán szorgalom és precizitás meghozta gyümölcsét. Módszerükkel hamarosan olyan pluripotens őssejteket hoztak létre, amelyek megegyeztek a korai embriókban található, bármely típusú sejtté és szövetté specializálódni képes sejtekkel. Yamanaka, aki a kobei orvostudományi egyetem elvégzése után betöltött ortopéd sebészi állását hagyta ott a kutatás kedvéért, Gurdon kísérlete után negyven évvel, 2006-ban bebizonyította, hogy az egér specializálódott sejtjei is, bizonyos faktorok hatására, magtranszplantáció nélkül is újraprogramozhatók. Az újraprogramozott sejtekből bármilyen őssejt kitenyészthető, amely a jövőben reményeink szerint terápiás céllal a gyógyászatban is alkalmazható.

A módszer új perspektívát nyitott, és tökéletesítésével nemcsak az emberi sejtek klónozása, hanem az újszülött köldökvénájából származó köldökzsinórvér sejtjeinek tárolása is kikerülhető majd. Szükség esetén a beteg bőrének sejtjeiből a különböző betegségek – mint például a  Parkinson-kór, agyvérzés – miatt elpusztult sejtek pótlására alkalmas őssejtek állíthatók elő.

A megosztott, összesen nyolcmillió svéd korona (263 millió forint) összegű Nobel-díj John B. Gurdon úttörőnek számító felfedezésétől Shinya Yamanaka munkájáig, az érett testi sejtek újraprogramozásának lehetőségéig tartó, több évtizeden átvezető és olykor rögös utat is mutatja.

Olvasson tovább: