Dacă reprogramarea celulară, cu celule stem pluripotente, deschide calea către noi medicamente şi noi terapii, reîntinerirea celulară va permite revitalizarea întregului corp? În prezent, unde este medicina regenerativă? Putem spera la un tratament mai bun sau putem visa, ca Jeff Bezos, la întinerire, chiar la nemurire?
Întinerirea prin reprogramare celulară a înflăcărat imaginaţia miliardarilor precum Jeff Bezos, de la Amazon, sau magnatul rus Yuri Milner, aceştia visând la nemurire.
Trei miliarde de dolari au fost astfel strânşi de compania de biotehnologie Altos Labs, fondată de Milner şi deschisă oficial pe 19 ianuarie 2022, atrăgând cei mai eminenţi oameni de ştiinţă printre care japonezul Shinya Yamanaka, descoperitorul reprogramării celulare sau Juan Carlo Izpisua Belmonte de la Institutul de Studii Biologice din La Jolla. Scopul oficial este „de a transforma medicina prin programarea de întinerire celulară”. Întemeietorul celebrei firme Amazon, Jeff Bezos a investit masiv în această companie.
Înarmat cu experienţa acestor savanţi top, biotehnologia Altos Labs ar dori să extindă întinerirea celulară pentru a revitaliza întregul organism şi pentru a prelungi viaţa umană.
Ce se află în spatele acestei tehnici? Unde suntem cu adevărat? Care sunt implicaţiile asupra sănătăţii umane?
Celulele umane au o durată de viaţă programată şi principala lor caracteristică este să se dividă într-un mod controlat pentru a asigura supravieţuirea ţesuturilor şi organelor noastre. O celulă îmbătrânită sau în stare de senescenţă este o celulă care nu se mai divide şi va fi eliminată prin apoptoză (moartea celulară).
În 2006, lucrările cercetătorului japonez Shinya Yamanaka (Premiul Nobel pentru Medicină în 2012), au deschis domenii de cercetare până acum de neconceput, bazate pe posibilitatea de a ne întineri celulele. Introducerea a patru gene specifice în genomul oricărei celule adulte (celule ale pielii sau celule sanguine) face ca aceasta să se transforme într-un stadiu care se numeşte celulă stem pluripotentă indusă sau celulă stem indusă.
Celula stem astfel indusă redobândeşte proprietăţile pluripotente ale celulelor stem embrionare, adică se poate diferenţia în orice tip de celulă adultă, de exemplu un neuron, o celulă cardiacă sau o celulă epitelială. Acest lucru sugerează că, în viitor, va fi posibilă repararea sau fabricarea oricărui tip de organ sau ţesut din aceste celule stem induse.
Primele studii de reparare a ţesuturilor folosind celule epiteliale retiniene din diferenţierea indusă de celule stem au fost efectuate cu succes în Japonia pentru a trata degenerescenţa maculară senilă.
Pionieră în domeniu, Japonia a înfiinţat o bancă de celule stem induse caracterizate imunologic, care corespund fiecărui tip imunologic al unui potenţial receptor, pentru a evita respingerea acestui tratament celular. În aceste prime studii de medicină regenerativă, celulele epiteliale sănătoase au fost obţinute prin diferenţierea celulelor stem induse umane care prezintă compatibilitate imunologică optimă cu pacientul primitor. În ciuda acestor prime studii promiţătoare, suntem abia la începutul utilizării celulelor stem induse în medicina regenerativă pentru a trata ţesuturi mai complexe decât ochiul, cum ar fi inima, creierul sau pancreasul.
Într-adevăr, întinerirea celulei adulte implică reintroducerea unor gene numite factori de transcripţie care, atunci când sunt activi, vor modula expresia altor gene caracteristice celulelor stem inactivate în mod normal în celula adultă. Dintre aceşti factori de transcripţie, unii pot fi oncogeni, adică pot induce cancer.
În mod similar, nu este lipsită de risc să folosim celule adulte din diferenţierea celulelor stem induse pentru a regenera un organ sau un ţesut. Astfel, este dificil să controlăm cu adevărat starea de diferenţiere a acestor celule adulte, deoarece nu ştim dacă toate şi-au pierdut pluripotenţa. Nu este posibil ca o celulă stem indusă reziduală să se ascundă în aceste celule adulte şi, păstrându-şi proprietatea de pluripotenţă, să se diferenţieze anarhic în diferite tipuri de celule adulte ducând de facto la formarea unui teratom (tumoră alcătuită din celule pluripotente)?
Spre noi medicamente
Imaginaţi-vă, datorită reprogramării celulare, neuroni, celule pancreatice, hepatocite (celule hepatice)... care acum pot fi obţinute din diferenţierea celulelor stem induse de om.
Această tehnologie a facilitat foarte mult dezvoltarea de teste toxicologice celulare pentru medicamente, dar a simplificat şi analiza efectelor terapeutice ale noilor molecule asupra celulelor umane inaccesibile anterior, cum ar fi hepatocitele.
Aceste celule stem induse fac, de asemenea, posibilă obţinerea a ceea ce se numesc „organoide”, mini-organe 3D care tind să înlocuiască experimentarea pe animale. Astfel, această descoperire majoră care este reprogramarea celulară este de mare beneficiu pentru industria farmaceutică.
Pentru a merge mai departe, nu sunt accesibile doar diferitele tipuri de aşa-numitele celule umane adulte „normale”, ci şi cele de la pacienţi. Astfel, acum este posibil să se genereze modele celulare care mimează bolile. Acestea din urmă fac posibilă înţelegerea mecanismelor fiziopatologice de la originea bolii, dar şi dezvoltarea unor terapii noi, mai ţintite.
Primul exemplu este cel al modelării celulare a anemiei Fanconi care, datorită reprogramării celulare, a făcut posibilă înţelegerea şi corectarea defectului de producere a celulelor sanguine, care este una dintre caracteristicile acestei boli.
În plus, celulele stem induse de la pacienţii care suferă de boli genetice sunt modele excelente de celule pentru testarea de noi terapii, cum ar fi editarea genomului. Ideea este să vină şi să corecteze în mod specific defectul genetic din interiorul celulei stem induse a pacientului pentru a putea ulterior reinjecta celula corectată. Dovada conceptului acestei abordări a fost validată într-o boală genetică rară a imunodeficienţei înnăscute numită granulomatoză cronică.
Laboratoarele dezvoltă şi o nouă abordare terapeutică a acestei boli, terapia cu proteine. Granulomatoza septică cronică este o boală rară cauzată de deficienţa unei enzime cheie în apărarea împotriva infecţiilor bacteriene, numită NADPH oxidază sau NOX, este localizată în membrana globulelor albe precum macrofagele sau neutrofilele. Datorită acestei enzime NOX, aceste globule albe produc molecule pentru a ucide bacteriile sau ciupercile responsabile de infecţiile ţesuturilor sau organelor noastre.
Nemurirea vine în curând?
Problema majoră a acestei tehnici este că nu numai că întinereşte celulele, dar le schimbă şi identitatea. Într-adevăr, o celulă epitelială adultă, de exemplu, va deveni o celulă stem prin reprogramare celulară, apoi, abia într-o a doua oară se va diferenţia în celula de interes (o celulă cardiacă de exemplu).
Trecerea prin stadiul de celule stem implică un risc semnificativ de dezvoltare a tumorii. Acest lucru este ilustrat de lucrările lui Juan Carlo Izpisua Belmonte publicate în 2016 privind extinderea duratei de viaţă a şoarecilor care suferă de îmbătrânire prematură prin reprogramare celulară. Într-adevăr, deşi efectul aşteptat a fost obţinut la unii şoareci, alţii au dezvoltat tumori.
Reprogramarea celulară are un potenţial enorm de dezvoltare pentru a îmbunătăţi sănătatea umană prin facilitarea testelor toxicologice dezvoltate de industria farmaceutică. De asemenea, permite modelarea bolilor în vederea înţelegerii lor şi a testării unor noi abordări terapeutice. Acestea fiind spuse, este clar că munca de cercetare fundamentală care vizează înţelegerea pe deplin a mecanismelor moleculare ale reprogramării celulare este necesară pentru controlul riscurilor cancerigene, pentru a asigura aplicarea acesteia în medicina regenerativă.
Pentru moment, niciun studiu clinic pe oameni nu este, prin urmare, de conceput în mod rezonabil. În ciuda viselor celor care vor sa atingă orizontul, întinerirea umană nu este chiar pentru mâine.
