Skrivnostno življenje matične celice

Raziskovanje molekularnih mehanizmov matičnih celic, še predvsem glede možnosti za njihovo uporabo v regenerativni medicini, je eno najbolj vznemirljivih področij sodobne biomedicine. To pa je bila tudi osrednja tema tridnevnega mednarodnega znanstvenega simpozija Molecular Life of Stem Cells, konec prejšnjega tedna v Ljubljani.

Na simpoziju o molekularnem življenju matičnih celic, enem največjih dogodkov znanstvene vede o življenju v zadnjem času, so svoje raziskave predstavili ugledni domači in tuji znanstveniki, ki se ukvarjajo z biologijo matičnih celic, biokemijo RNK ter sistemsko biologijo.

V primerjavi z verjetno bolj znano DNK – oznako za deoksiribonukleinsko kislino in znano dvojno vijačnico – je RNK kratica za ribonukleinsko kislino. To je biološki sistem v živi celici, ki pomaga nadzirati, kateri proteini nastajajo ter kako in koliko delujejo. Raziskave tega so nujne za boljše razumevanje številnih zapletenih procesov pri normalnem razvoju in delovanju matičnih in vseh drugih celic, predvsem pa za zdravljenje mnogih, zdaj še neozdravljivih genskih in nevrodegenerativnih bolezni.

Veliki pok človeškega razvoja

»Intenzivno raziskujemo vprašanje velikega poka našega razvoja od trenutka, ko smo bili embrionalna matična celica, do odraslega organizma, kjer prav tako najdemo matične celice v skoraj vsakem organu, jih spremenimo v katerokoli drugo celico in pričakujemo, da jih bomo nekoč uspešno uporabljali za zdravljenje,« pripoveduje dr. Miha Modic, slovenski znanstvenik mlajše generacije, ki se ukvarja z raziskovanjem na Nemškem nacionalnem raziskovalnem centru za zdravje in okolje v Münchnu, kjer je tudi predsednik Kluba RNA.

V tem klubu organizirajo mesečna strokovna tematska srečevanja ljudi, ki se ukvarjajo z regulacijo RNK v münchenski regiji, povezani pa so tudi s kolegi v stroki drugod na Bavarskem. Družijo jih torej znanstvena radovednost, veselje do raziskovanja in širjenje znanja. Prav s tem ciljem so v Klubu RNK organizirali tudi omenjeno letno znanstveno konferenco v Ljubljani, ki je pritegnila več kot 400 mladih z različnih fakultet in drugih raziskovalnih institucij, med njimi okoli 140 iz tujine.

Predvsem za študente in mlajše raziskovalce so bile zanimive delavnice o znanstvenem pisanju, bioinformatiki, podatkovnem rudarjenju, modernem sekvenciranju in genomskem inženirstvu. Vsebini omenjenega znanstvenega srečanja in svetovno uveljavljenim predavateljem pa je namenjena tudi posebna tematska izdaja revije Stem Cell Research.

Obetavna molekularna biologija

Sogovornik Miha Modic je na ljubljanski univerzi študiral pravo in biotehnologijo. Ko je ugotovil, da je München znan tudi kot »evropska prestolnica patentnega prava«, se je odločil za nadaljevanje študija na Bavarskem. Vendar je pozneje vseeno pretehtala odločitev za molekularno biologijo. Temu področju se je posvetil tudi v svojem doktoratu in raziskovalnemu delu na Inštitutu za humane matične celice, ki je del nemškega nacionalnega raziskovalnega centra za zdravje in okolje.

Gre za veliko raziskovalno institucijo, ki zaposluje približno 3000 ljudi in ima tudi obetavne razvojne možnosti. Kot pripoveduje, so namreč na Bavarskem že pred desetletji veliko vlagali v znanost in se odločali za dolgoročne razvojne strategije. Ocenjuje, da se tako samo v Münchnu z znanstvenim in raziskovalnim delom ukvarja približno 70.000 ljudi.

Načrtujejo tudi nove naložbe, saj prav v tem času gradijo tri velike inštitute, kjer se bodo prav tako ukvarjali z raziskovanjem matičnih celic, translacijsko medicino in razvijali druge raziskovalne aktivnosti. Razumljivo je, da v takšnih raziskovalnih inštitutih sodelujejo znanstveniki in raziskovalci z vsega sveta, med njimi tudi iz Slovenije.

Študij dober, prakse premalo

Tako se potrjuje, da z univerzitetnim študijem mladi v Sloveniji pridobijo veliko znanja in se, vsaj najboljši med njimi, hitro vključijo v tuje raziskovalno okolje. Žal pa imajo doma med študijem premalo možnosti za raziskovalno delo.

»Če se šele med magistrskim študijem prvič srečajo z laboratorijskim raziskovalnim delom, je to zelo pozno,« pravi Miha Modic. Kot dodaja, si zato tisti, ki že imajo veliko izkušenj v tujini, prizadevajo iskati štipendije, druge vire financiranja in odpirati vrata priznanih laboratorijev v tujini tudi za slovenske študente in mlade raziskovalce.

Že več let tako uspešno povezuje mlade iz Slovenije in jim omogoča pridobivanje dragocenih strokovnih izkušenj na raziskovalnih inštitutih v Veliki Britaniji priznani slovenski znanstvenik dr. Jernej Ule, zelo iskan predavatelj tudi na tokratni konferenci.

Številni od slovenskih mladih raziskovalcev, ki so pridobivali izkušnje v njegovih laboratorijih na Cambridgeu oziroma v Londonu, so se pozneje tudi sami uveljavili na svojih področjih, hkrati pa po Uletovem zgledu pomagajo drugim mladim.

Kardiomiociti, nevroni, beta celice ...

Med njimi je tudi Miha Modic. V pogovoru o sodobnih dosežkih na različnih ravneh raziskovanja matičnih celic spomni, da je bil v slabih dveh desetletjih, odkar so jih prvič izolirali pri odraslih, dosežen velik napredek. Strokovnjaki že zelo dobro razumejo poti in načine, kako matična celica ohranja sposobnost za neomejeno pomnoževanje, kako signalne poti prispevajo k njihovi diferenciaciji. Zato je zdaj mogoče pridobiti čiste kulture nevronov, kardiomiocitov ali, denimo, diferencirati matične celice v funkcionalne beta celice; to bi lahko revolucionarno izboljšalo zdravljenje sladkorne bolezni.

Obetavne se zdijo raziskave z nevralnimi matičnimi celicami, s čimer se na omenjenem münchenskem inštitutu ukvarja slovenska raziskovalka Tjaša Lepko. V laboratorijskih razmerah in na mišjih modelnih organizmih iz astrocitov in drugih celic, ki nastajajo na mestu poškodbe možganov pridobiva funkcionalne nevrone. Če bodo v kulturi vzgojene nevronske celice oblikovale tudi sinapse, bi to lahko odprlo težko pričakovano možnost zdravljenja centralnega živčnega sistema.

Vendar morajo biti strokovnjaki v napovedih previdni. Po besedah Mihe Modica kljub vsemu napredku na tem velikem področju sistemske biologije, kopičenju novih podatkov, ki jih omogočajo nova znanja, oprema in sodobna raziskovalna orodja, še marsičesa ne vedo in ne razumejo. Zato pa se, dodaja, še tesneje povezujejo z drugimi strokovnjaki, predvsem bioinformatiki – v Sloveniji s skupino okoli Tomaža Turka na ljubljanski fakulteti za računalništvo. Organizirajo tudi različne tematske delavnice, kot so jih na tokratni znanstveni konferenci, in druge načine širokega interdisciplinarnega strokovnega sodelovanja.