«Συνέλαβαν» τα βλαστικά αιμοποιητικά κύτταρα επί το έργον

Ενα διάφανο ψάρι-ζέβρα και εξελιγμένες απεικονιστικές τεχνικές προσέφεραν στους ειδικούς την πρώτη «ευθεία» ματιά σχετικά με το πώς τα βλαστικά κύτταρα παράγουν αίμα στον οργανισμό. Με δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Cell» ερευνητές του Ερευνητικού Προγράμματος για τα Βλαστικά Κύτταρα στο Νοσοκομείο Παίδων της Βοστώνης περιγράφουν ένα αναπάντεχα δυναμικό σύστημα το οποίο δίνει χρήσιμες πληροφορίες για τη βελτίωση των μεταμοσχεύσεων μυελού των οστών στους ασθενείς με καρκίνο, με σοβαρές ανοσοανεπάρκειες και διαταραχές του αίματος.

Η όλη διαδικασία παρουσιάζεται σε ένα βίντεο (https://www.youtube.com/watch?v=yZWx1QIzv2o) στο οποίο αφηγητής είναι ο κύριος ερευνητής Λέοναρντ Ζον, διευθυντής του Ερευνητικού Προγράμματος για τα Βλαστικά Κύτταρα στο Νοσοκομείο Παίδων της Βοστώνης. Μια πιο τεχνική παρουσίαση γίνεται στην ιστοσελίδα της επιθεώρησης «Cell» (https://www.youtube.com/watch?v=DSGrRmJwp9Y).

«Η ίδια διαδικασία που λαμβάνει χώρα στο σώμα με φυσικό τρόπο λαμβάνει χώρα και κατά τη διάρκεια μιας μεταμόσχευσης μυελού των οστών» λέει ο δρ Ζον και προσθέτει: «Η άμεση οπτικοποίηση της διαδικασίας την οποία έχουμε πλέον στα χέρια μας μάς προσφέρει νέους στόχους και θεωρητικώς θα μπορούμε να αναζητήσουμε φάρμακα τα οποία θα επιδρούν σε κάθε βήμα της διαδικασίας».

Από την πλευρά του, ο δρ Οουεν Τάμπλιν, ένας εκ των δύο πρώτων συγγραφέων της νέας μελέτης, σημειώνει ότι «οι μεταμοσχεύσεις βλαστικών κυττάρων, καθώς και μυελού των οστών, μοιάζουν σε μεγάλο βαθμό με ένα «μαύρο κουτί» –εγχέουμε κύτταρα σε έναν ασθενή και στη συνέχεια μετρούμε το πόσο ανέρρωσε το αιμοποιητικό σύστημά του. Ωστόσο το τι συμβαίνει στο ενδιάμεσο δεν μπορούσαμε να το δούμε, τουλάχιστον ως σήμερα. Διότι πλέον διαθέτουμε ένα σύστημα με το οποίο μπορούμε να παρακολουθήσουμε αυτό το ενδιάμεσο βήμα».

Ηταν ήδη γνωστό στους ειδικούς ότι βλαστικά κύτταρα του αίματος αναπτύσσονται από κύτταρα στην αορτή και στη συνέχεια κυκλοφορούν στο σώμα ώσπου να ανακαλύψουν μια «φωλιά» όπου προετοιμάζονται για τη μελλοντική… εργασία τους που δεν είναι άλλη από τη δημιουργία αίματος για χρήση από ολόκληρο τον οργανισμό. Για πρώτη φορά οι ερευνητές από τη Βοστώνη αποκαλύπτουν πώς ακριβώς σχηματίζεται αυτή η «φωλιά» απαθανατίζοντας «καρέ-καρέ» διάφανα έμβρυα ψαριών-ζέβρα στα οποία με ένα γενετικό τρυκ τα βλαστικά κύτταρα φαίνονται καθαρά με πράσινο χρώμα.

Φθάνοντας στη «φωλιά» του που στο ψάρι-ζέβρα είναι η ουρά, το νεογέννητο βλαστικό κύτταρο του αίματος προσδένεται στο τοίχωμα ενός αιμοφόρου αγγείου. Εκεί χημικά σήματα το ωθούν να «ζουληχτεί» και να περάσει το τοίχωμα φθάνοντας σε έναν χώρο ακριβώς έξω από το αιμοφόρο αγγείο. «Στον χώρο αυτόν πολλά κύτταρα αρχίζουν να αλληλεπιδρούν με το βλαστικό κύτταρο» λέει ο δρ Ζον. Κοντινά ενδοθηλιακά κύτταρα τυλίγονται γύρω του. «Πιστεύουμε ότι έτσι το βλαστικό κύτταρο του αίματος αρχίζει να νιώθει ευτυχισμένο στο νέο «σπίτι» του καθώς αισθάνεται ότι η μητέρα του το αγκαλιάζει».

Καθώς το βλαστικό κύτταρο δέχεται… χάδια και αγκαλιές, έρχεται σε επαφή με ένα άλλο κοντινό στρωματικό κύτταρο το οποίο το βοηθά να παραμένει προσδεδεμένο στον καινούργιο χώρο –το στρωματικό κύτταρο παίζει τον ρόλο της «νταντάς» του βλαστικού κυττάρου επάνω στην οποία το κύτταρο αγκιστρώνεται. Ολο αυτό το «αγκάλιασμα» του νεογέννητου ανακατασκευάστηκε με χρήση εικόνων που ελήφθησαν με συνεστιακό και ηλεκτρονικό μικροσκόπιο από τα ψάρια-ζέβρα. Με βάση τη σειρά των εικόνων οι ερευνητές κατάφεραν να αναπαραγάγουν ολόκληρη την τρισδιάστατη δομή –βλαστικό κύτταρο, ενδοθηλιακά κύτταρα και στρωματικά κύτταρα.

«Κανένας δεν είχε οπτικοποιήσει σε πραγματικό χρόνο το πώς το βλαστικό κύτταρο αλληλεπιδρά με τη «φωλιά» του. Είναι η πρώτη φορά που έχουμε μια συνολική εικόνα υψηλής ανάλυσης από τη διαδικασία» σημειώνει ο δρ Ζον.

Τελικά το βλαστικό κύτταρο αρχίζει να διαιρείται. Ενα θυγατρικό κύτταρο εγκαταλείπει τη φωλιά ενώ το δεύτερο παραμένει σε αυτήν. Κάποια στιγμή όλα τα βλαστικά κύτταρα φεύγουν από την «κούνια» τους και αρχίζουν να αποικίζουν το μελλοντικό σημείο παραγωγής αίματος (στα ψάρια αυτό είναι μέσα στον νεφρό). Περαιτέρω απεικονίσεις, αυτή τη φορά σε ποντίκια, έδειξαν ότι τα βλαστικά κύτταρα του αίματος περνούν από περίπου την ίδια διαδικασία και στα θηλαστικά, γεγονός που μαρτυρεί ότι αυτό μπορεί να ισχύει και για τον άνθρωπο. Στους ανθρώπους τα βλαστικά κύτταρα του αίματος δημιουργούν μόνιμη κατοικία στον μυελό των οστών.

Αυτές οι νέες λεπτομερείς παρατηρήσεις βοηθούν ήδη τους επιστήμονες στο εργαστήριο του δρος Ζον ώστε να βελτιώσουν τις μεταμοσχεύσεις μυελού των οστών. Μέσω του χημικού ελέγχου μεγάλου αριθμού εμβρύων ψαριών-ζέβρα οι ερευνητές έχουν ήδη ανακαλύψει πως το αλκαλοειδές λυκορίνη προάγει την αλληλεπίδραση μεταξύ του βλαστικού αιμοποιητικού κυττάρου και της «φωλιάς» του, γεγονός που οδηγεί σε μεγαλύτερους αριθμούς βλαστικών κυττάρων του αίματος στα ενήλικα ψάρια.