Într-un experiment revoluționar, cercetătorii au reușit să creeze un șoarece folosind o genă care provine din organisme unicelulare, forme de viață care preced apariția animalelor. Acest progres ar putea schimba înțelegerea noastră despre evoluția celulelor stem și ar putea oferi noi perspective în medicina regenerativă. El a fost descris într-un articol publicat în Nature Communications.
Timp de secole, oamenii de știință au crezut că anumite caracteristici, cum ar fi celulele stem pluripotente (cele capabile să se transforme în orice tip de celulă), erau unice pentru animale. Cu toate acestea, cercetările recente au făcut lumină asupra unui aspect neașteptat al evoluției: coanoflagelatele, microorganismele unicelulare considerate cei mai apropiați strămoși ai animalelor pluricelulare, au și gene numite Sox și POU, asociate în mod normal cu formarea celulelor stem la animale. Descoperirea că aceste gene sunt prezente în organisme la fel de simple ca coanoflagelatele sugerează că mecanismele celulare fundamentale au existat cu mult înainte de apariția animalelor multicelulare. Această revelație ne schimbă înțelegerea evoluției celulelor stem și ne deschide ușa către noi ipoteze privind originile pluripotentei, un fenomen cheie în dezvoltarea organismelor complexe.
Pentru a explora în continuare rolul acestor gene în procesul de pluripotență, cercetătorii au decis să efectueze un experiment îndrăzneț. Prin reintroducerea genelor Sox din coanoflagelate în celulele de șoarece, echipa a reușit să înlocuiască genele Sox2 existente, care sunt esențiale pentru crearea de celule stem la mamifere. Această reprogramare a făcut posibilă crearea de celule stem pluripotente induse (iPSC) din celulele de șoarece. Prin injectarea acestor celule stem într-un embrion de șoarece în curs de dezvoltare, cercetătorii au produs apoi o himeră, un animal care are celule distincte genetic. Cu alte cuvinte, cercetătorii au creat un șoarece viu, funcțional, care prezintă caracteristici genetice din ambele surse. Unele celule din corpul său au fost derivate din gene coanoflagelate, în timp ce altele erau tipice pentru șoareci. Această himeră a arătat trăsături vizibile, cum ar fi pete de blană și ochi întunecați, care dovedesc că genele antice au influențat dezvoltarea animalului. Acest experiment impresionează prin simplitatea originii genelor utilizate, care provin de la organisme unicelulare care datează de sute de milioane de ani.
Astfel, experimentul nu a servit doar la validarea prezenței acestor gene în coanoflagelate; de asemenea, a făcut posibilă observarea impactului acestor gene ancestrale într-un organism multicelular precum șoarecele. Procedând astfel, cercetătorii au făcut lumină asupra continuității funcționale a acestor mecanisme de-a lungul evoluției și au demonstrat că genele ancestrale, prezente în forme de viață la fel de simple ca coanoflagelatele, ar putea influența procese celulare complexe în organismele mult mai evoluate.
Această descoperire deschide calea pentru progrese semnificative în domeniul medicinei regenerative. Celulele stem pluripotente, capabile să se transforme în orice tip de celulă din organism, sunt într-adevăr esențiale în tratamentul diferitelor afecțiuni, cum ar fi bolile neurodegenerative, leziunile tisulare și regenerarea organelor. Înțelegerea rădăcinilor evolutive ale mecanismelor care guvernează această pluripotență ar putea revoluționa modul în care aceste celule sunt manipulate și ar face posibilă dezvoltarea de noi terapii.
Cercetătorii cred că acest studiu ar putea inspira în special noi abordări pentru a îmbunătăți tehnicile de reprogramare celulară. Bazându-se pe genele ancestrale prezente în organismele unicelulare, cum ar fi coanoflagelatele, devine posibilă proiectarea unor metode mai eficiente pentru a induce pluripotența și a promova regenerarea țesuturilor. În cele din urmă, aceste descoperiri ar putea transforma tratamentele experimentale în soluții accesibile, care ar deschide noi perspective pentru repararea țesuturilor, crearea de organe artificiale și tratamentul bolilor grave.
