Questa settimana una serie di studi condotti dal professore associato Jose Polo, ricercatore della Monash University, ha gettato luce su aspetti vitali, ancora prima poco chiaro, aspetti della riprogrammazione cellulare.

Riprogrammazione cellulare, in cui un tipo di cellula può essere trasformato in quasi qualsiasi altro tipo di cellula nel corpo umano, sta rivoluzionando la medicina. Dà agli scienziati la capacità teorica di creare qualsiasi tessuto per riparare organi danneggiati come il cuore o il fegato, o per l'uso nel trapianto.

Nel 2006, i ricercatori giapponesi che hanno fatto la scoperta, vincitrice del premio Nobel, delle cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) hanno identificato un insieme di quattro fattori di trascrizione in grado di trasformare qualsiasi cellula in cellule iPS. Queste cellule iPS, come con le cellule staminali embrionali, hanno il potenziale per produrre qualsiasi cellula del corpo, ma evitando l'uso di embrioni o portando il rischio di essere rifiutati dal corpo del paziente, una limitazione del trapianto.

Eppure, più di un decennio dopo, non era ancora del tutto chiaro come funzionassero questi fattori di riprogrammazione.

"Non è necessario conoscere la meccanica per guidare un'auto da A a B, ma se qualcosa va storto o vuoi migliorare le prestazioni dell'auto, allora devi sapere come funziona un'auto per aggiustarla o migliorarla, ", ha affermato il Professore Associato Polo.

Sorprendentemente, e testimonianza della ricerca leader a livello mondiale intrapresa nel suo laboratorio, due degli studi del Professore Associato Polo sono stati pubblicati a distanza di una settimana l'uno dall'altro su riviste Cell Press molto apprezzate, portando alla luce nuove prove in questo mistero decennale, mentre un terzo studio correlato è stato pubblicato alla fine del mese scorso in Metodi della natura .

Il Biomedicine Discovery Institute (BDI) di Monash e il Professore associato dell'Australian Regenerative Medicine Institute Polo sono esperti nel campo delle cellule iPS.

Il primo studio, pubblicato questa settimana in Rapporti di cella , è il risultato di una collaborazione internazionale guidata dal Professore Associato Polo e dal Dr Owen Rackham di Duke-NUS Singapore. Si è basato su una ricerca storica sulle cellule iPS condotta dal professore associato Polo nel 2012 che ha descritto una "tabella di marcia" di ciò che stava accadendo nel processo di riprogrammazione dei fibroblasti (cellule della pelle) in cellule staminali.

"Prima del nostro studio del 2012 era una scatola nera su come i fibroblasti utilizzati per la riprogrammazione diventassero cellule iPS:abbiamo tracciato la tabella di marcia di ciò che è accaduto, "Ha detto il Professore Associato Polo.

In questo nuovo lavoro, il team ha scoperto che la tabella di marcia non era la stessa per ogni tipo di cellula.

Usando i fibroblasti, neutrofili (globuli bianchi) e cheratinociti (un altro tipo di cellule della pelle) da modelli animali, i ricercatori hanno rivelato che il percorso verso la pluripotenza dipendeva dal tipo di cellula originale.

Il biologo di Monash BDI, il dottor Christian Nefzger, primo autore congiunto dell'articolo con il bioinformatico Dr Fernando Rossello, ha detto che i risultati hanno importanti implicazioni per la ricerca.

"Lo studio del modo in cui diversi tipi di cellule si convertono in cellule staminali pluripotenti ha rivelato che dobbiamo guardare attraverso lenti diverse per comprendere e controllare in modo completo il processo, "Ha detto il dottor Nefzger.

L'altro studio, pubblicato oggi in Cellula Staminale , guidato dal Professore Associato Polo e dal Professor Ryan Lister della University of Western Australia, ha svelato come i fattori di trascrizione di riprogrammazione attivano o disattivano geni specifici, oppure "aprirli" o "chiuderli".

Il Cellula Staminale studio fornisce una spiegazione di come questi fattori svolgono il loro lavoro.

I geni fanno parte della cromatina, un complesso di DNA e proteine ​​che formano i cromosomi all'interno del nucleo cellulare. Gli scienziati sono stati in grado di spiegare i meccanismi alla base di un processo in cui i fattori di riprogrammazione entrano in aree della cromatina che si aprono e si chiudono.

"Questo ha svelato aree della cromatina e dei fattori di trascrizione che in precedenza non sapevamo fossero importanti nella pluripotenza, "Ha detto il Professore Associato Polo.

"Ora che sappiamo che sono importanti, possiamo studiare queste aree in modo più dettagliato e vedere quale ruolo possono svolgere nello sviluppo, rigenerazione o addirittura cancro, " Egli ha detto.

Co-primo autore, La dott.ssa Anja Knaupp di Monash BDI ha aggiunto:"Attraverso le nostre analisi molecolari siamo ora in grado di comprendere meglio e di conseguenza migliorare il processo di riprogrammazione che è essenziale se vogliamo eventualmente trasferire questa tecnologia nelle applicazioni cliniche, ", ha detto il dottor Knaupp.

Il professore associato Polo ha affermato che tali risultati potrebbero aprire la strada in futuro alla rigenerazione dei tessuti all'interno del corpo umano piuttosto che in laboratorio, per la produzione di "cellule sintetiche" con proprietà adattate alle esigenze di ricercatori o clinici, o per la produzione di farmaci che mimano questi fattori.

"Ogni livello che aggiungiamo ci aiuta a fare un passo avanti, " Egli ha detto.

Il giornale del mese scorso in Metodi della natura caratterizzato e stabilito un protocollo per la creazione di una forma di cellule iPS umane - cellule "naive" - ​​che assomigliano più da vicino alle prime cellule di un embrione umano.