Nahast lihasteks – biotehnoloogias oodatav revolutsioon tõi «esimese pääsukese»

Pilt on illustreeriv. Foto: Jiyoon Lee / Karl R. Koehler / Scanpix

Naharakkudest tüvirakkudeks ja nendest omakorda lihasrakkudeks –edukas katse näitab indutseeritud pluripotentsete tüvirakkude potentsiaali, teatasid Duke’i Ülikooli teadlased.

Viimastel aastatel on üheks kuumaks sõnaks biotehnoloogias saanud indutseeritud pluripotentsed tüvirakud. Maakeeli lahti seletatuna on tegemist täiskasvanud organismi rakkudega – reeglina nahkkoest - , mis viiakse spetsiifilise töötlemise abil tagasi tüviraku staadiumisse, pärast mida on neid võimalik kasutada muuhulgas rakuteraapiates ja haruldaste haiguste uuringutes.

Tegemist on tehnoloogiaga, mille eest Sir John B. Gurdon ja Shinya Yamanaka said 2012. aastal Nobeli meditsiinipreemia ning mille võimalikku reaalsetes teraapiates rakendamist on paljud väljaanded, Postimees nende hulgas, pidanud ka alanud aasta üheks võimalikuks teaduse suursaavutuseks.

Täna ajakirjas Nature Communications avaldatud uuringus kirjeldavad USA Duke’i Ülikooli teadlased üht «esimest pääsukest» - eksperimenti, kus muundasid patsientidelt biopsia käigus korjatud naharakud indutseeritud pluripotentseteks tüvirakkudeks (iPS) ning need omakorda lihasrakkudeks. Edukas eksperiment tõestab, et genoomimuundamine, rakuteraapiad ning erinevad individuaalmeditsiini rakendused võivad juba õige pea tegelikkuseks saada.

«[Oma katsetes] alustasime pluripotentsete tüvirakkudega, mis võivad muutuda ükskõik millisteks rakkudeks meie kehas ning võimaldada seega hulga erinevate lihaskoe kasvu algatavate rakkude tootmist,» ütles uuringus osalenud Duke’i Ülikooli biotehnoloogia professor Nenad Bursac. «Need algatajarakud meenutavad täiskasvanud lihaskoe nn satelliit-rakke, mis suudavad teoreetiliselt kasvatada vaid ühest rakust terve lihase.»

Sarnaseid katseid on tehtud varemgi, kuid keegi pole seni suutnud tüvirakkudest edukalt toimivat skeletilihaseid kasvatada. Algselt kasutati rakukultuuri kasvama saamiseks kasvufaktorit Pax7, kuid kui lihaskude juba välja kujunema hakkas, asendati see tavapäraste koe kasvatamiseks vajalike toitainetega.

Kuu aega pärast kultuuri algset loomist tõmbusid tehislihased elektriimpulsside mõjul kokku samamoodi nagu ka elusorganismides kasvanud loomulikud lihased. Katse käigus sisestati loodud koed ka katseloomade (hiirte) organismidesse, kus need ka edukalt integreerusid.

Kuigi tegemist on tõelise uue tehnoloogia edulooga rõhutavad ka teadlased ise, et loodud kude on looduslikust siiski nõrgem ning jääb alla ka lihastest korjatud proovide kasvatamisel saadud katseklaasilihastega. Ometigi toob uus tehnoloogia kaasa ka hulga uusi rakendusi nagu võimaluse kasvatada lihaskultuure palju suuremas mahus ja kiiremini kui seni. Lisaks saab sellise lahenduse abil kasvatada ka vigastusi parandavaid müosatelliit-rakke.

Kõigele lisaks loob uus tehnoloogia ka hulga uusi võimalusi edasisteks teadustöödeks.

Bursaci ja kolleegide uuring ilmus teadusajakirjas Nature Communications.