Η μέθοδος αυτή θα επιτρέψει την ταχεία διεξαγωγή κλινικών δοκιμών για την πρόβλεψη του τρόπου με τον οποίο ομάδες ασθενών μπορεί να ανταποκριθούν στα φάρμακα, επιτρέποντας την ανακάλυψη νέων θεραπειών.
Βλαστοκύτταρα: Η μελέτη δειγμάτων βλαστοκυττάρων από εκατοντάδες άτομα στο ίδιο δοχείο “πιάτο” καλλιέργειας, με τη χρήση μιας μεθόδου που αναπτύχθηκε στο Ινστιτούτο Ιατρικής Έρευνας Garvan, θα μπορούσε να έχει μετασχηματιστικές δυνατότητες για εξατομικευμένες θεραπείες και τη μελέτη πολύπλοκων ανθρώπινων χαρακτηριστικών. Τα βλαστοκύτταρα μπορούν να αναπτυχθούν σε πολλούς διαφορετικούς τύπους κυττάρων στο σώμα και επιτρέπουν στους επιστήμονες να μελετούν ασθένειες και να δοκιμάζουν φάρμακα σε ανθρώπινα κύτταρα. Ένα σημαντικό εμπόδιο, ωστόσο, είναι το κόστος και ο χρόνος που απαιτούνται, δεδομένου ότι οι μελέτες αυτές απαιτούν δείγματα από εκατοντάδες -ή και χιλιάδες- δωρητές.
Το καινοτόμο σύστημα “χωριό σε ένα πιάτο” της ομάδας Garvan μπορεί να επιταχύνει την έρευνα αυτή, καλλιεργώντας και μελετώντας βλαστικά κύτταρα από μεγάλο αριθμό δοτών ταυτόχρονα, στο ίδιο καλλιεργητικό πιάτο, καθιστώντας τις μελέτες έως και 100 φορές πιο αποτελεσματικές. “Το μοντέλο του χωριού μας παρέχει έναν ισχυρό τρόπο να κατανοήσουμε πώς οι γενετικές διαφορές μεταξύ των ανθρώπων επηρεάζουν την υγεία και την ασθένεια”, λέει ο καθηγητής Joseph Powell, διευθυντής της κυτταρικής επιστήμης στο Ινστιτούτο Garvan, διευθυντής του Ινστιτούτου Kυτταρικής Γονιδιωματικής του Μέλλοντος UNSW (Cellular Genomics Futures Institute) και κύριος συγγραφέας της μελέτης. “Παρόλο που μοιραζόμαστε την πλειονότητα του DNA μας, οι παραλλαγές στα γονίδιά μας οδηγούν σε μοναδικά χαρακτηριστικά και αντιδράσεις. Το σύστημα του χωριού αποτυπώνει αυτή την ποικιλομορφία σε μεγάλη κλίμακα, αποκαλύπτοντας πώς οι γενετικές διαφορές μεταξύ των ανθρώπων επηρεάζουν τους πολύπλοκους μηχανισμούς που διέπουν τη βιολογία και τις ασθένειες”.
Προηγούμενες μελέτες στην πληθυσμιακή γονιδιωματική βασίστηκαν σε μια τεχνική που ονομάζεται αλληλούχιση RNA χύμα για την αξιολόγηση της γονιδιακής έκφρασης, η οποία ουσιαστικά υπολογίζει τον μέσο όρο της ποικίλης έκφρασης διαφορετικών τύπων κυττάρων σε ένα ενιαίο μέτρο. Αυτό αποκρύπτει πιθανές διαφορές μεταξύ μεμονωμένων κυττάρων ή κυτταρικών τύπων και μπορεί να παρέχει μια ελλιπή ή μεροληπτική εικόνα της γονιδιακής έκφρασης στο δείγμα, οδηγώντας ενδεχομένως σε ανακριβή ή παραπλανητικά συμπεράσματα. Για να ξεπεράσουν αυτές τις προκλήσεις, οι ερευνητές ανέπτυξαν την προσέγγιση του “χωριού”, όπου βλαστικά κύτταρα από πολλούς δότες καλλιεργούνται σε ένα μόνο πιάτο και αναλύονται με μια τεχνική που ονομάζεται αλληλούχιση ενός κυττάρου. Τα ευρήματά τους δείχνουν ότι η μέθοδος διατηρεί τα βασικά χαρακτηριστικά των μεμονωμένων καλλιεργειών. Αυτό παρέχει μια αποτελεσματική λύση για την κλιμάκωση των πειραμάτων στα τεράστια μεγέθη δειγμάτων που απαιτούνται για να δοθεί ένα ακριβές στιγμιότυπο του πληθυσμού. Η ανάλυση δειγμάτων όπως τα καρδιακά κύτταρα από εκατοντάδες δότες έχει τη δυνατότητα να αποκαλύψει νέες γνώσεις σχετικά με τις ασθένειες.
Ένα ισχυρό περιβάλλον για τη μελέτη της ανθρώπινης βιολογίας
Η μέθοδος village-in-a-dish επιτρέπει μελέτες μεγάλης κλίμακας σε συστήματα ανθρώπινων οργάνων που κανονικά είναι απρόσιτα. Η παραγωγή κυττάρων ειδικών για τα όργανα από πολλά άτομα καταργεί την ανάγκη λήψης ζωντανών δειγμάτων ιστού των εν λόγω οργάνων από δωρητές και ξεπερνά τους περιορισμούς της μελέτης των κυττάρων λίγων μόνο ατόμων. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να αποκαλύψει γνώσεις σχετικά με τις καρδιακές παθήσεις με τη δημιουργία καρδιακών κυττάρων από χιλιάδες άτομα, κάτι που θα ήταν αδύνατο με την άμεση δειγματοληψία ιστών. “Η ιατρική έρευνα βασίζεται συχνά σε ζωικά μοντέλα, τα οποία δεν είναι τέλεια φυσιολογικά υποκατάστατα των ανθρώπων. Τα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα, τα οποία μπορούν να παραχθούν από ένα δείγμα αίματος ασθενούς, παρέχουν το πλήρες προφίλ DNA του ασθενούς και στη συνέχεια μπορούν να διαφοροποιηθούν σε σχεδόν οποιονδήποτε τύπο κυττάρου στο ανθρώπινο σώμα. Από τη σκοπιά των βασικών επιστημών, το σύστημα που βασίζεται στα βλαστικά κύτταρα είναι ένα ισχυρό μέσο για την απόκτηση γνώσεων σχετικά με τη σχέση μεταξύ της ανθρώπινης γενετικής και της βιολογίας που δεν μπορεί να επιτευχθεί με ζωικά μοντέλα”, λέει ο καθηγητής Powell.
Από το πιάτο καλλιέργειας στην κλινική Η μέθοδος αυτή θα επιτρέψει την ταχεία διεξαγωγή κλινικών δοκιμών για την πρόβλεψη του τρόπου με τον οποίο ομάδες ασθενών μπορεί να ανταποκριθούν στα φάρμακα, επιτρέποντας την ανακάλυψη νέων θεραπειών. “Το μεταφραστικό δυναμικό αυτής της έρευνας είναι ιδιαίτερα συναρπαστικό. Μελετώντας κύτταρα από πολλά άτομα ταυτόχρονα, μπορούμε να εντοπίσουμε γενετικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη νόσο και την ανταπόκριση στη θεραπεία σε πρωτοφανή κλίμακα”, λέει ο Dr. Drew Neavin, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης και μεταδιδακτορικός επιστήμονας στο Garvan. “Ένα παράδειγμα είναι η αξιολόγηση της καρδιακής τοξικότητας ή της συσσώρευσης σωμάτων Lewy στη νόσο του Πάρκινσον σε εκατοντάδες κυτταρικές σειρές που προέρχονται από ασθενείς. Αντί να αντανακλούν μεμονωμένα άτομα, τέτοιες μελέτες θα αποκαλύψουν κοινές και διακριτές αποκρίσεις μεταξύ γενετικών ομάδων. Οι γνώσεις αυτές θα μπορούσαν στη συνέχεια να ενημερώσουν τις κλινικές δοκιμές, επιλέγοντας εκ των προτέρων τους πληθυσμούς ασθενών που πιθανόν να ωφεληθούν. Συνολικά, αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να μεταμορφώσει την ικανότητά μας να μεταφράζουμε την επιστήμη των βλαστοκυττάρων σε θεραπείες ακριβείας”, λέει ο Neavin. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications. Αποτελεί μέρος ενός μεγάλου συλλογικού έργου στη διασταύρωση της γονιδιωματικής των πληθυσμών και της έρευνας των βλαστοκυττάρων, με ερευνητικούς εταίρους από το Πανεπιστήμιο του Queensland, το Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης και το Ινστιτούτο Menzies. “Ανυπομονούμε να δούμε πώς το σύστημα του χωριού μας θα χρησιμοποιηθεί για να αποκτήσουμε πρωτοφανείς γνώσεις σχετικά με τη γενετική βάση πολύπλοκων χαρακτηριστικών και ασθενειών, που θα οδηγήσουν σε ακριβή διάγνωση, προσαρμοσμένες θεραπείες και καλύτερη υγεία για όλους”, λέει ο καθηγητής Powell.
Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον ΚόσμοΑκολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
