$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Podstawowym celem medycyny regeneracyjnej jest generowanie nowych, funkcjonalnych komórek, które mogą być używane do naprawy lub wymiany uszkodzonych, zdegenerowanych tkanek. Przekształcanie łatwo dostępnych dorosłych komórek w nowe, poprzez przekształcanie ich z jednego typu komórek w inny, jest szczególnie atrakcyjnym podejściem, zwłaszcza gdy wymagana populacja komórek nie jest obfita lub trudno dostępna. Jednak dorosłe komórki są niezwykle stabilne. Swój zróżnicowany stan osiągają poprzez stopniowe ograniczanie swoich możliwości, a gdy osiągną dojrzałą specjalizację terminalną, stabilnie ją utrzymują 1.
W ostatnich latach opracowano szereg protokołów, które umożliwiają przeprogramowanie komórki somatycznej (iPS) na pluripotencję osiągniętą poprzez wymuszoną ekspresję zestawu czynników transkrypcyjnych 2,3. Alternatywnie, konwersję komórek można uzyskać przez bezpośrednią transdyferencjację linii, wprowadzając pojedynczy 4 lub kombinację czynników transkrypcyjnych 5-7. Strategia ta nie obejmuje przejścia przez stan niezróżnicowany, ale wymaga wysokiej ekspresji określonych czynników transkrypcyjnych 8.
Niedawno opracowaliśmy protokół konwersji oparty na krótkiej ekspozycji dorosłych komórek na demetylujące właściwości analogu cytydyny 5-azacytydyny (5-aza-CR), dobrze scharakteryzowanego inhibitora metylotransferazy DNA. Bezpośrednio po etapie demetylacji następuje specyficzny protokół różnicowania 9-11, który pozwala uzyskać wymagany fenotyp końcowy. Metoda ta jest w stanie przekształcić dojrzałe, zróżnicowane komórki w komórki o innej linii i ma istotną zaletę, ponieważ pozwala uniknąć zarówno stosowania wektorów wirusowych, jak i transfekcji jakichkolwiek egzogennych czynników transkrypcyjnych. Unika się również nabycia stabilnego stanu pluripotencjalnego i związanej z tym zwiększonej podatności na niestabilność komórki.
Szczegółowy protokół, który pozwala na konwersję fibroblastów skóry dorosłego człowieka w pełni funkcjonalne komórki wydzielające insulinę, jest przedstawiony tutaj. Warto jednak zauważyć, że technika ta została zastosowana do różnych typów komórek i przyniosła pozytywne wyniki, jeśli chodzi o kierowanie komórek w kierunku różnych szlaków różnicowania. Co więcej, konwersja epigenetyczna została z powodzeniem zastosowana u ludzi i świń z gatunku 9-13, a także u psów (przedłożony manuskrypt), co sugeruje szeroką skuteczność i solidność tego podejścia.