https://frosthead.com

Sakit? Hanya Tambah Sel

Inilah berita utama pada hari ini, bagi kita yang mengetengahkan pinggir geezerhood, kenangan kita pudar dan organ-organ penting kita berdehit. Sekarang nampaknya perkara tidak perlu seperti itu. Sepanjang hidup kita, kita telah diberitahu, sebagai contoh, otak manusia tidak dapat menumbuhkan semula neuron yang hilang: ia benar-benar menurun sepanjang jalan. Walau bagaimanapun, lewat tahun lepas, penyelidik mendapati bahawa, sekurang-kurangnya di bawah beberapa keadaan, otak memang membesar sel-sel baru. Bukan itu sahaja, tetapi hari itu mungkin akan datang apabila kita akan dapat neuron baru yang disuntik ke dalam otak kita.

November tahun lalu membawa berita luar biasa bahawa pasukan saintis di University of Wisconsin di Madison dan Sekolah Perubatan Universiti Johns Hopkins di Baltimore telah berjaya mengembangkan sel embrionik manusia (ES) di makmal mereka. Ini adalah sel, biasanya terbentuk awal dalam perkembangan embrio, yang berpotensi menjadi sel apa pun tetapi belum lagi membezakannya. Lebih banyak lagi mengenai cara mereka bekerja dalam satu minit, tapi sekarang berita adalah bahawa kemungkinan yang mereka wakili adalah mengejutkan. Para penyelidik mengharapkan suatu hari nanti untuk mengambil beberapa sel stem dan membesarkannya menjadi sel-sel otot jantung, contohnya, dan kemudian menyuntik sel-sel tersebut terus ke dalam hati pesakit yang fungsi jantungnya telah lemah akibat serangan jantung. Kegagalan jantung kongestif boleh menjadi keadaan yang boleh diterbalikkan. Atau mungkin, sel-sel stem boleh diinduksi menjadi sel-sel islet pankreas, menghasilkan lebih banyak insulin untuk pesakit yang mengalami diabetes kerana kerosakan sel.

Sebarang penyelidikan mengenai embrio manusia membatalkan penggera. Kelompok sel beberapa hari yang diambil untuk mendapatkan sel stem adalah pendahulu yang berpotensi untuk manusia. Bagi sesetengah pihak, apa-apa kerja yang menghalang mereka daripada menjadi begitu membunuh, sama seperti jurucakap satu kumpulan berkata, "ia dilakukan dalam rahim atau hidangan petri." Undang-undang persekutuan semasa yang melarang penggunaan wang persekutuan untuk penyelidikan mengenai embrio manusia telah dinyatakan semula pada bulan Oktober lepas dalam rang undang-undang peruntukan.

Presiden Clinton mengambil perhatian apabila sebuah syarikat kecil di Massachusetts mendakwa bahawa ia boleh mendorong sel manusia untuk kembali ke keadaan embrio yang tidak dibezakan dengan menggabungkan mereka dengan telur lembu, yang nukleusnya telah dikeluarkan, untuk menghasilkan sel hibrida. Beliau meminta Suruhanjaya Penasihat Bioetika Kebangsaan untuk mempertimbangkan implikasi dan melaporkan kepadanya "secepat mungkin." Dan baru-baru ini dengar pendapat Senat diadakan untuk memeriksa isu-isu etika.

Apabila telur manusia disenyawakan, ia mula membiak. Selepas kira-kira lima hari, ia menjadi blastokista, sfera yang dipenuhi bendalir yang terdiri daripada sel-sel yang akan menjadi plasenta, dan 15 hingga 20 sel-sel berpaut bersama dan ke dalam dinding blastokis yang akan menjadi embrio. Sel-sel dalaman ini akan menimbulkan sel stem embrionik, masing-masing sama dengan yang lain, dan masing-masing dapat menjadi sel apa pun di dalam tubuh manusia. Salah satu tujuan biologi sel adalah untuk mengetahui bagaimana setiap sel "memutuskan" apa yang akan menjadi - apa yang menyebabkan seseorang menjadi sel hati manakala yang lain menjadi tulang.

Apa yang telah dilakukan oleh kumpulan Wisconsin dan Johns Hopkins adalah untuk menumbuhkan sel-sel stem embrio dalam medium khusus yang menghalang mereka daripada menjadi pakar. Dengan cara itu, mereka akan tumbuh dan membahagi selama-lamanya. Apabila sel dipindahkan ke mandi nutrien yang membolehkan mereka membezakan, mereka berbuat demikian. Sejauh ini para saintis tidak boleh menentukan apa sel akan menjadi. Mereka hanya boleh memisahkannya secara pasif dengan fungsi mereka setelah mereka membezakan: akhirnya, mereka yang telah menjadi sel hati ke dalam hidangan budaya ini, katakan, atau sel hati ke dalamnya. (Pembezaan sel-sel ES ke dalam neuron telah didokumentasikan.) Namun, mereka berharap untuk dapat mengetengahkan masa depan untuk mengarahkan proses itu, menjadikan sel-sel itu berubah menjadi apa yang mereka inginkan. Pada masa yang sama mereka secara genetik akan mengubah sel untuk mencegah penolakan oleh badan. Akhirnya, mereka hanya akan menyuntik sel-sel baru ke dalam organ yang memerlukannya.

Kumpulan Wisconsin, yang diketuai oleh James A. Thomson, menerbitkan karya dalam edisi 6 November Sains. Kumpulan Johns Hopkins, yang diketuai oleh John Gearhart, diikuti empat hari kemudian dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan . Dalam sentuhan yang luar biasa, Gearhart menawarkan penghargaan terhadap kerja Thomson dalam isu Sains yang sama di mana kertas Thomson muncul. "Penyelidikan dan potensi klinikal untuk sel ES manusia adalah sangat besar, " tulisnya. Mereka akan digunakan untuk kajian perkembangan embrio manusia yang normal dan tidak normal (kecacatan kelahiran), untuk menguji ubat baru dan terutama "sebagai sumber sel yang boleh diperbaharui untuk pemindahan tisu, penggantian sel dan terapi gen."

Gearhart menamatkan perbincangannya dengan menunjuk kepada masalah undang-undang yang terlibat dalam penyelidikan sedemikian. Kedua-dua pasukan Thomson dan Gearhart beroperasi di makmal yang berasingan berasingan dari makmal tetap mereka, tempat di mana tidak ada kord sambungan telah dibeli dengan wang persekutuan. Thomson menggunakan blastocysts yang tersisa dari persenyawaan in vitro yang akan dibuang. Penderma blastocysts memberikan kebenaran untuk mereka digunakan dalam penyelidikan. Gearhart membiak sel ES manusia dari sel germinal primordial (sel-sel yang tidak dapat dibezakan yang akan menjadi telur atau sel sperma) yang telah diekstrak daripada janin yang dibuang. Penyelidikan yang dibiayai oleh Persekutuan mengenai tisu janin adalah sah, tetapi Gearhart juga dihindari menggunakan mana-mana dana persekutuan. Sebaliknya, wang untuk penyelidikan itu dibuat secara besar-besaran oleh Geron Corporation di Menlo Park, California, sebuah syarikat bioteknologi yang mengkhususkan diri dalam penyelidikan antiaging. Sebagai balasan, syarikat itu menerima lesen eksklusif untuk menggunakan teknologi tersebut.

Thomas B. Okarma, naib presiden untuk penyelidikan di Geron, berkata syarikatnya melihat sel-sel itu berbeza dengan orang lain, kerana mempunyai "kuasa moral." Tetapi, dia menambah, kerana blastocysts telah dibuang, dia percaya ia wajar digunakan untuk membangunkan rawatan menyelamatkan nyawa.

Kemungkinan sel induk embrio mewakili lonjakan besar untuk sains dan perubatan. Berita ini lebih daripada cukup untuk mana-mana hari, minggu, bulan atau tahun. Namun, terdapat lebih banyak kemungkinan yang luar biasa yang saya ragu untuk menyebutnya. Secara ringkasnya, mereka mempunyai kaitan dengan keabadian sel. Idea ini berlaku seperti ini. Hujung kromosom adalah bahagian DNA yang dipanggil telomer. Mereka mendapat sedikit lebih pendek setiap kali sel dibahagikan sehingga akhirnya mereka memukul panjang kritis yang menandakan sel untuk berhenti membahagikan.

Pada bulan Januari 1998, ahli-ahli biologi Geron melaporkan bahawa enzim yang dipanggil telomerase dapat mengekalkan telomeres dari mengecut, membolehkan sel-sel hidup dan membahagikan selama-lamanya. (Sesuatu seperti ini nampaknya apa yang berlaku dengan sel-sel kanser.) Telomerase aktif dalam sel stem embrionik, yang seperti yang dinyatakan di atas boleh hidup dan dibahagikan selama-lamanya. Apabila sel-sel mula membezakan sel-sel tertentu untuk organ-organ tertentu, telomerase akan hilang. Syarikat sedang cuba mencari cara untuk menjadikannya muncul semula sehingga ia akan berfungsi melawan kemerosotan yang berkaitan dengan penuaan. Ia juga mencari cara untuk menghalang telomerase dalam merawat kanser. (Satu lagi teka-teki muncul pada November, apabila para saintis di Universiti Rockefeller mengumumkan bahawa enzim yang dipanggil tankyrase seolah-olah mengawal fungsi telomerase.)

Mungkin mungkin, menurut saintis Geron, untuk memanipulasi sel stem embrio manusia supaya mereka dapat mengekalkan keupayaan untuk membahagikan selama-lamanya walaupun mereka berubah menjadi sel khusus dari semua organ tubuh. Untuk meletakkan cara lain, mungkin bukan sahaja mungkin menyuntik jantung yang gagal dengan sel-sel jantung baru, tetapi untuk melakukannya dengan sel-sel jantung abadi. Itulah jenis perkara yang paling baik untuk difikirkan hanya beberapa minit pada satu masa, terutamanya dengan neuron yang sudah lama dipakai.

Oleh John P. Wiley, Jr.

Sakit? Hanya Tambah Sel