211service.com
Stamcellsteknik erbjuder en livlina till utrotningshotade arter
1972 började en grupp framåttänkande naturvårdare i San Diego frysa hudprover från hotade arter. Förhoppningen var att vetenskapen så småningom skulle hitta ett sätt att använda cellerna för att hjälpa till att återuppliva dessa bräckliga populationer.
Tillbaka från bortom: Forskare har skapat stamceller från frusna hudprover av den hotade norra vita noshörningen.
Jeanne Loring och medarbetare vid Scripps Research Institute har tagit ett viktigt steg mot att uppfylla det hoppet genom att skapa stamceller från frusna hudceller från två sådana arter - den silvermanade borrapan och den norra vita noshörningen.
På kort sikt planerar forskarna att bygga en frusen djurpark med stamceller som forskare kan använda för att studera djurens genom, och kanske för att skapa stamcellsterapier för djuren. (Drillapor som lever i fångenskap lider ofta av diabetes, ett mycket aktivt forskningsområde inom mänskliga stamcellsfält.)
På längre sikt hoppas forskarna kunna använda cellerna för att skapa spermier och ägg, som skulle inkorporeras i avelsprogram för att öka den genetiska mångfalden hos starkt begränsade populationer; den vita noshörningen är på väg att dö ut, med endast sju djur som lever idag. De har inte fött upp på flera år.
Att tänka på framsyntheten de hade på 1970-talet för att starta det här programmet, säger Loring, chef för Center for Regenerative Medicine vid Scripps. Vid den tidpunkten hade inget genom publicerats, och idén om att detta någonsin skulle hända var science fiction. Hennes team siktar på att generera stamceller för minst 10 andra arter, inklusive snöleoparder och vissa arter av elefanter. San Diegos Frozen Zoo innehåller vävnadsprover från mer än 800 arter.
För att skapa stamcellerna använde Inbar Friedrich Ben, en postdoktor i Lorings labb, en teknik som först utvecklades 2007, kallad inducerad pluripotent stamcellsomprogrammering (iPS). En handfull gener som normalt är aktiva i det utvecklande embryot uttrycks i en differentierad cell, såsom en hudcell, vilket gör att cellen återgår till sitt odifferentierade tillstånd.
Till deras förvåning kunde de mänskliga generna som vanligtvis används för att omprogrammera mänskliga celler också omprogrammera hudceller från både apan och noshörningen, men med mycket lägre effektivitet. Ändå visade de omprogrammerade cellerna de definierande egenskaperna hos inducerade pluripotenta stamceller; de kunde både differentiera till olika celltyper och generera mer av sig själva. Forskningen publicerades i veckan i Naturmetoder .
Denna metod banar väg för att rädda hotade arter som jättepandor, geparder, tigrar, gorillor i Östafrika och till och med utdöda arter som bucardobergsgeten, säger Robert Lanza , chief scientific officer vid Advanced Cell Technology. Det kommer att öppna vägen för nya strategier för att bibehålla den biologiska mångfalden och svara på utmaningarna med storskaliga utrotningar som ligger framför oss. Lanza var inte involverad i studien.
För djur som den vita noshörningen innebär varje dödsfall en allvarlig förlust för genpoolen, vilket i sin tur försvagar populationen. Genom att skapa stamceller från djur som dött kunde deras gener återinföras för att upprätthålla artens överlevnad och genetiska mångfald, säger Lanza. Bucardobergsgeten skulle kunna återupplivas med denna teknik om den kombineras med ett vanligt getuppfödningsprogram.
Att skapa ett nytt djur från en stamcell är sannolikt långt borta. Forskare måste först skapa spermier eller ägg från stamcellerna och sedan använda dem med spermier eller ägg från ett levande djur för att skapa ett embryo. Fertilitetsforskare letar ivrigt efter sätt att utveckla spermier och ägg från stamceller för att behandla mänsklig infertilitet, och Loring hoppas att dessa teknologier kan tillämpas på dessa djur.
Innan utvecklingen av iPS-cellomprogrammering använde Lanzas grupp kloning – metoden som användes för att skapa fåret Dolly – för att försöka reproducera två arter av vilda boskap; guaren och den kritiskt hotade banteng. Men kloning lämpar sig illa för artbevarande, eftersom det är en tekniskt utmanande process som ofta resulterar i sjuka eller missbildade djur.
Lanza säger att ett annat sätt att använda stamceller för att sprida utrotningshotade arter skulle vara att injicera cellerna från en vanligare, besläktad art i embryot, och sedan använda olika experimentella tekniker för att få cellerna som härstammar från det hotade djuret att växa till ett foster. Hans team har visat att detta tillvägagångssätt fungerar på möss.