Η ανακάλυψη θα μπορούσε να ανοίξει νέους δρόμους στη συνεχιζόμενη προσπάθεια παραγωγής βλαστοκυττάρων αίματος από το αίμα ενός ατόμου – αναιρώντας έτσι την ανάγκη για μεταμοσχεύσεις μυελού των οστών.

Ο εν λόγω πρωτεϊνικός υποδοχέας, που ονομάζεται Nod1, είναι ήδη γνωστός για το ρόλο του στην αναγνώριση βακτηριακών λοιμώξεων στο σώμα και στη συγκέντρωση μιας ανοσολογικής απόκρισης, σημειώνουν οι συγγραφείς της μελέτης.

Αλλά σύμφωνα με την έρευνά τους, το Nod1 φαίνεται επίσης να εξυπηρετεί έναν διαφορετικό σκοπό πολύ νωρίτερα στη ζωή, όταν το αγγειακό σύστημα ενός εμβρύου βρίσκεται ακόμη σε ανάπτυξη.

Με επικεφαλής τη Raquel Espin Palazon, γενετιστή στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αϊόβα, η μελέτη προτείνει ότι αυτός ο μικροβιακός αισθητήρας βοηθά τα έμβρυα να αναγκάσουν ορισμένα από τα αγγειακά ενδοθηλιακά τους κύτταρα να γίνουν βλαστοκύτταρα αίματος.

Αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει πολύτιμη πληροφορία, δεδομένης της δυνατότητάς του να ρίξει φως στο πώς ένα έμβρυο κάνει τα βλαστοκύτταρα αίματος – και ίσως πώς μπορούμε να τα αναπτύξουμε πολύ αργότερα στη ζωή.

“Αυτό θα εξαλείψει τη δύσκολη διαδικασία της εξεύρεσης συμβατών δωρητών μεταμόσχευσης μυελού των οστών και των επιπλοκών που εμφανίζονται μετά τη λήψη μεταμόσχευσης, βελτιώνοντας τη ζωή πολλών ασθενών με λευχαιμία, λέμφωμα και αναιμία”, λέει ο Espin Palazon .

Τα βλαστοκύτταρα του αίματος είναι πρόγονοι όλων των λευκών και ερυθρών κυττάρων στο αίμα μας, παράγοντας όλα τα συστατικά του αίματος μας σε μια διαδικασία που ονομάζεται αιμοποίηση (hematopoiesis).

Αυτά τα βλαστοκύτταρα αίματος, γνωστά και ως αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα, εμφανίζονται στο σώμα πριν από τη γέννηση, αναπτύσσοντας από ενδοθηλιακά κύτταρα μέσα σε αορτή του εμβρύου.

Ωστόσο, ενώ αυτό ήταν ήδη σαφές, υπήρχαν λίγες λεπτομέρειες σχετικά με το τι προκαλεί αυτή τη σημαντική διαδικασία σε ένα έμβρυο.

“Γνωρίζουμε ότι τα βλαστοκύτταρα του αίματος σχηματίζονται από ενδοθηλιακά κύτταρα, αλλά οι παράγοντες που ρύθμισαν το κύτταρο για να αλλάξουν ταυτότητα ήταν αινιγματικοί”, λέει ο Espin Palazon . “Δεν γνωρίζαμε ότι αυτός ο υποδοχέας ήταν απαραίτητος ή ότι χρειαζόταν νωρίς, πριν σχηματιστούν ακόμη και τα βλαστοκύτταρα αίματος.”

Οι ερευνητές αρχικά στόχευσαν στο Nod1 αναλύοντας δημόσιες βάσεις δεδομένων ανθρώπινων εμβρύων και στη συνέχεια μελέτησαν περαιτέρω τον υποδοχέα χρησιμοποιώντας το zebrafish, έναν ευρέως χρησιμοποιούμενο οργανισμό πρότυπο που μοιράζεται περίπου το 70 τοις εκατό του γονιδιώματός του με τον άνθρωπο.

Για να ρίξουν περισσότερο φως στο Nod1 και στην ανάπτυξη του αίματος στους ανθρώπους, οι συγγραφείς της μελέτης συνεργάστηκαν επίσης με το Νοσοκομείο Παίδων της Φιλαδέλφειας, όπου οι ερευνητές παράγουν πολυδύναμα βλαστοκύτταρα που δημιουργούνται από τον άνθρωπο.

Αν και αυτά παράγονται από κύτταρα ενήλικου σώματος, οι ερευνητές τα επαναπρογραμματίζουν γενετικά για να μιμηθούν τα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα – αυτά που είναι ικανά να παράγουν πολλούς διαφορετικούς τύπους κυττάρων – που βρίσκονται στα έμβρυα.

Τα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα μπορούν να παράγουν τους περισσότερους τύπους κυττάρων αίματος, αλλά δεν μπορούν να δημιουργήσουν λειτουργικά βλαστοκύτταρα αίματος. Ωστόσο, η αναστολή του Nod1 έκανε αυτά τα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα να παράγουν λιγότερο αίμα, αντικατοπτρίζοντας το αποτέλεσμα που παρατηρείται στα βλαστοκύτταρα του αίματος του zebrafish.

Τα περισσότερα από τα βλαστοκύτταρα του αίματος ενός ατόμου βρίσκονται στο μυελό των οστών του, επομένως οι ασθενείς με ορισμένες αιματολογικές διαταραχές συχνά χρειάζονται μεταμόσχευση μυελού των οστών για να παρέχουν ζωτικής σημασίας ανεφοδιασμό βλαστικών κυττάρων αίματος.

Όμως, οπλισμένοι με αυτά τα στοιχεία σχετικά με τον ρόλο του Nod1 στη δημιουργία βλαστοκυττάρων αίματος σε έμβρυα, οι επιστήμονες έχουν νέες ελπίδες να επινοήσουν έναν τρόπο παραγωγής νέων βλαστικών κυττάρων αίματος από ανθρώπινα δείγματα, ενδεχομένως ακόμη και από το ίδιο το αίμα των ασθενών.

Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποφυγή όχι μόνο των υλικοτεχνικών προκλήσεων της οργάνωσης και της εκτέλεσης μεταμοσχεύσεων μυελού των οστών, σημειώνουν οι ερευνητές, αλλά και επιπλοκών όπως η νόσος μοσχεύματος έναντι ξενιστή, στην οποία τα μεταμοσχευμένα ανοσοκύτταρα αναγνωρίζουν τον ξενιστή ως ξένο και επιτίθενται στα κύτταρα του λήπτη.

“Αυτή θα ήταν μια τεράστια πρόοδος για την αναγεννητική ιατρική”, λέει ο Espin Palazon .

Χρειάζεται ακόμα περισσότερη έρευνα όχι μόνο για να κατανοήσουμε πώς ακριβώς το σώμα δημιουργεί βλαστοκύτταρα αίματος, λένε οι ερευνητές, αλλά και πότε πρέπει να γίνει κάθε βήμα.

“Το χρονοδιάγραμμα είναι τόσο σημαντικό, είναι σαν να μαγειρεύετε και πρέπει να προσθέσετε συστατικά με μια συγκεκριμένη σειρά”, λέει ο Espin Palazon .

“Η ομάδα μου στο Πανεπιστήμιο της Αϊόβα θα συνεχίσει να εργάζεται για μια ζωή χωρίς διαταραχές του αίματος”, προσθέτει . “Πιστεύω ότι οι έρευνές μας θα ανοίξουν το δρόμο για να δημιουργήσουν τελικά θεραπευτικά βλαστοκύτταρα αίματος για τη θεραπεία των ασθενών με διαταραχή του αίματος”.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Nature Communications.

(photo: freepik)