Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (ang. induced pluripotent stem cells; iPS), po raz pierwszy otrzymane przez grupę profesora S. Yamanaki w 2006 roku w wyniku genetycznego reprogramowania zróżnicowanych komórek skóry, stanowią obecnie nie tylko interesujący obiekt badawczy, ale również są doskonałym narzędziem do modelowania chorób czy testowania nowych leków. Ponadto,
jedno z kluczowych potencjalnych ich zastosowań stanowi próba wykorzystania tych komórek w medycynie regeneracyjnej, gdyż stanowią one doskonałe źródło komórek do przeszczepów i naprawy uszkodzonych narządów.
Ponadto, podobnie jak inne komórki, hiPS mogą wydzielać zewnątrzkomórkowe pęcherzyki (ang. Extracellular vesicles; EVs) – małe obłonione struktury o średnicy od 50 nm do 1 μm, uwalniane z komórek. Jako nośniki bioaktywnych czynników, m.in. białek powierzchniowych i cytoplazmatycznych, czynników transkrypcyjnych, a także kwasów nukleinowych, EVs uważane są za istotne mediatory komunikacji międzykomórkowej, mogące również pośredniczyć w stymulacji procesów naprawczych uszkodzonych komórek.
W ramach projektu „Wpływ hipoksji na charakterystykę molekularną oraz potencjał biologiczny, w tym zdolność do regeneracji serca, pęcherzyków zewnątrzkomórkowych wydzielanych przez ludzkie indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste” (NCN; UMO-2016/23/D/NZ3/01310) badacze przeprowadzili analizę molekularną i charakterystykę zarówno samych komórek, jak i mikropęcherzyków pochodzących z komórek pluripotencjalnych (iPS) w różnych warunkach stężenia tlenu.
Ważne są warunki środowiskowe, w których funkcjonują komórki macierzyste. Udało nam się potwierdzić przypuszczenia, że tlen warunkuje zachowania komórek, ponieważ wpływa na ich metabolizm, sposób funkcjonowania oraz stabilność genetyczną. Warunki stężenia tlenu mają odzwierciedlenie w składzie molekularnym, czyli w bioaktywnych składnikach w pęcherzykach pochodzących z tych komórek – komentuje naukowiec. W dotychczasowych badaniach wykazano, że komórki rozwijają się naturalnie w środowisku o obniżonym stężeniu tlenu- hipoksji, stąd było dla mnie ważne, żeby utrzymać fizjologiczną wartość tego stężenia (3-5proc.) również w hodowlach, które prowadzimy in vitro.
Efekty projektu mogą być wykorzystane w medycynie regeneracyjnej, gdzie mogą się stać źródłem komórek do przeszczepów oraz naprawy uszkodzonych narządów. W moim projekcie, na modelu serca udało się wykazać, że pęcherzyki pochodzące z komórek iPS wywierają efekt przeciw-zwłóknieniowy. To stwarza nadzieję na opracowanie nowej terapii, którą będzie można wykorzystać w przyszłości by te zwłóknienia eliminować albo zmniejszać – podsumowuje dr Bobis-Wozowicz.
