 |
| Para peneliti Salk menemukan bahwa sel induk embrionik siklus masuk dan keluar dari keadaan dari mana mereka dapat berkembang menjadi berbagai macam jaringan. Di sini, merah neon "wartawan" molekul menunjukkan bahwa sel-sel embrio awal yang menunjukkan aktivitas genetik menunjukkan keadaan fleksibel. (Credit: Courtesy dari Institut Salk untuk Studi Biologi |
ScienceDaily (13 Juni 2012) - Dengan potensi mereka untuk mengobati berbagai macam penyakit dan mengungkap proses dasar yang mengarah pada penyakit tersebut, induk embrio (ES) sel menjanjikan besar untuk ilmu biomedis. Sejumlah rintangan, baik ilmiah dan non-ilmiah, bagaimanapun, telah menghalangi ilmuwan dari mencapai suci grail menggunakan sel-sel khusus untuk mengobati penyakit jantung, diabetes, Alzheimer dan penyakit lainnya.
Dalam sebuah makalah yang diterbitkan 13 Juni di Nature, para ilmuwan di Salk Institute untuk Studi Biologi laporan menemukan bahwa sel-sel ES siklus masuk dan keluar dari "negara magis" dalam tahap awal perkembangan embrio, selama baterai gen penting untuk potensi sel (kemampuan sel umum untuk membedakan, atau mengembangkan, ke dalam sel dengan fungsi khusus) diaktifkan. Kondisi unik, yang disebut totipotency, memberikan sel-sel ES kemampuan mereka yang unik untuk berubah menjadi semua jenis sel dalam tubuh, sehingga membuat mereka target terapi menarik.
"Temuan ini," kata penulis senior Samuel L. Pfaff, seorang profesor di Laboratorium Ekspresi Salk Gene, "memberikan wawasan baru ke dalam jaringan gen penting untuk potensi perkembangan sel. Kami telah mengidentifikasi sebuah mekanisme yang ulang sel induk embrio untuk keadaan yang lebih muda, dimana mereka lebih plastik dan karena itu berpotensi lebih berguna dalam terapi terhadap penyakit, cedera dan penuaan. "
Sel-sel ES seperti dempul konyol yang dapat diinduksi, di bawah situasi yang tepat, untuk menjadi sel khusus-misalnya, kulit sel pankreas atau sel-dalam tubuh. Pada tahap awal pengembangan, ketika embrio mengandung sedikitnya lima sampai delapan sel, sel-sel induk totipoten dan dapat berkembang menjadi semua jenis sel. Setelah tiga sampai lima hari, embrio berkembang menjadi bola sel yang disebut blastocyst. Pada tahap ini, sel-sel induk pluripoten, yang berarti mereka dapat berkembang menjadi hampir semua jenis sel. Agar sel untuk membedakan, gen spesifik dalam sel-sel harus diaktifkan.
Pfaff dan rekan-rekannya dilakukan sekuensing RNA (sebuah teknologi baru yang berasal dari genom-sequencing untuk memantau apa gen aktif) pada sel telur tikus belum matang, oosit yang disebut, dan dua-sel-tahap embrio untuk mengidentifikasi gen yang diaktifkan hanya sebelum dan segera setelah pembuahan. Tim Pfaff yang menemukan urutan gen terkait dengan keadaan istimewa totipotency dan melihat bahwa gen yang diaktifkan oleh retrovirus berdekatan dengan sel batang.
Hampir 8 persen genom manusia terdiri dari peninggalan purbakala infeksi virus yang terjadi pada nenek moyang kita, yang telah diwariskan dari generasi ke generasi tetapi tidak dapat menghasilkan infeksi. Pfaff dan rekan-rekannya menemukan bahwa sel-sel telah digunakan beberapa virus ini sebagai alat untuk mengatur on-off switch untuk gen mereka sendiri. "Evolusi telah berkata, 'Kami akan membuat limun dari lemon, dan menggunakan virus ini untuk keuntungan kita,'" kata Pfaff. Menggunakan sisa-sisa virus purba untuk menghidupkan ratusan gen pada saat waktu tertentu dalam perkembangan embrio awal memberi sel kemampuan untuk berubah menjadi semua jenis jaringan dalam tubuh.
Dari pengamatan mereka, para ilmuwan Salk mengatakan virus ini sangat dikontrol ketat-mereka tidak tahu mengapa-dan aktif hanya selama jendela pendek selama perkembangan embrio. Para peneliti mengidentifikasi sel-sel ES dalam embriogenesis awal dan kemudian lebih lanjut dikembangkan embrio dan berbudaya mereka di piring laboratorium. Mereka menemukan bahwa kelompok yang jarang dari sel-sel ES khusus mengaktifkan gen virus, membedakan mereka dari sel-sel ES lainnya dalam piring. Dengan menggunakan retrovirus untuk keuntungan mereka, kata Pfaff, sel-sel langka dikembalikan ke keadaan, lebih muda plastik dan dengan demikian memiliki potensi perkembangan yang lebih besar.
Tim Pfaff juga menemukan bahwa hampir semua ES sel siklus masuk dan keluar dari bentuk istimewa, sebuah fitur dari sel-sel ES yang telah kurang dihargai oleh komunitas ilmiah, kata penulis pertama Todd S. Macfarlan, seorang peneliti postdoctoral mantan di lab Pfaff itu yang baru saja diterima posisi fakultas di Eunice Kennedy Shriver Institut Nasional Kesehatan Anak dan Pembangunan Manusia. "Jika siklus ini dicegah terjadi," katanya, "berbagai potensi sel tampaknya menjadi terbatas."
Terlalu dini untuk mengatakan jika "negara ajaib" adalah waktu yang tepat untuk memanen sel-sel ES untuk tujuan terapeutik. Tapi, Pfaff menambahkan, dengan memaksa sel ke dalam status istimewa, para ilmuwan mungkin dapat mengidentifikasi gen untuk membantu dalam memperluas jenis jaringan yang dapat diproduksi.
"Ada sensasi luar biasa selama aplikasi praktis dari sel batang embrio dalam situasi klinis," katanya. "Perjuangan di laboratorium di seluruh dunia adalah bahwa perubahan terkecil dalam kondisi lingkungan bisa secara halus dan tak terduga memiliki efek pada sel-sel ini. Jadi, semakin kita tahu tentang persyaratan dasar yang dibutuhkan untuk sel-sel ini dapat menghasilkan berbagai macam jenis jaringan, semakin baik kita akan. " Sementara temuan menjelaskan biologi dasar sel batang embrio, Pfaff mengatakan masih ada "jalan panjang" dalam hal praktis nilai mereka, klinis.
Peneliti lain pada penelitian ini adalah Wesley D. Gifford, Shawn Driscoll, Karen Lettieri, Dario Bonanomi, Amy Firth, dan Singer Oded, dari Institut Salk, dan Helen M. Rowe dan Didier Trono dari Ecole Polytechnique Federale de Lausanne di Swiss.
Penelitian ini didukung oleh National Institute of Neurological Gangguan dan Stroke (R37NS037116), Howard Hughes Medical Institute dan Marshall Heritage Foundation.
sumber : http://www.sciencedaily.com/releases/2012/06/120613153248.htm
