Shinya Yamanaka: Nobelovec in pionir iPS matičnih celic
Shinya Yamanaka — Nobelov nagrajenec in pionir iPS matičnih celic: od Osake do svetovnega vodstva v regenerativni medicini, ključni dosežki, raziskave in vpliv.
Shinya Yamanaka (rojen 4. septembra 1962 v Osaki) je japonski zdravnik in raziskovalec, znan kot pionir induciranih pluripotentnih matičnih celic (iPS). Skupaj z Johnom Gurdonom je leta 2012 prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino za odkritja, ki sta privedla do ponovnega programiranja odraslih somatskih celic v stanje pluripotentnosti. Yamanaka je bil prejemnik tudi drugih pomembnih priznanj, med njimi Wolfovo nagrado za medicino (2011, skupaj z Rudolfom Jaenischem) in Millennium Technology Prize (2012, skupaj z Linusom Torvaldsom).
Izobraževanje in kariera
Yamanaka se je izobraževal za zdravnika in sprva deloval v kliničnem okolju, pozneje pa se je usmeril v temeljne biomedicinske raziskave. Je direktor Centra za raziskave in uporabo celic iPS (Center for iPS Cell Research and Application, CiRA) ter profesor na Inštitutu za mejne medicinske znanosti na Univerzi v Kjotu. Poleg tega je povezan z inštituti J. Davida Gladstona v San Franciscu, sodeloval pa je tudi z Kalifornijsko univerzo v San Franciscu (UCSF), kjer je imel akademske in raziskovalne vloge.
Odkritje iPS celic
Leta 2006 je Yamanaka objavil delo, v katerem je pokazal, da je mogoče odrasle somatske celice pretvoriti v pluripotentno stanje z vnosom majhne skupine genov, ki kodirajo transkripcijske faktorje. Ta ponovno programirana celica — imenovana inducirana pluripotentna matična celica (iPS celica) — ima sposobnost diferenciranja v različne tipy celic, podobno kot zarodne (embrionalne) matične celice. Klasični komplet dejavnikov, ki jih je opisal Yamanaka, vključuje transkripcijske faktorje Oct3/4 (Oct4), Sox2, Klf4 in c‑Myc (pogosto označeni OKSM).
Pomen odkritja in aplikacije
- Regenerativna medicina: iPS celice omogočajo potencialno pridobivanje celic za nadomestitev poškodovanih tkiv brez uporabe zarodnih celic, s čimer se zmanjšujejo etične dileme.
- Modeliranje bolezni: raziskovalci lahko iz pacientovih somatskih celic ustvarijo iPS celice in iz njih pridelajo specifične celične tipe za preučevanje mehanizmov bolezni.
- Razvoj zdravil: iPS modeli pacientov omogočajo testiranje zdravil in odkrivanje stranskih učinkov v celicah, ki bolj verodostojno odražajo človeške bolezni.
- Personalizirana medicina: v prihodnosti bi lahko iz bolnikovih celic pridelali tkiva, ki bi bila gensko in imunološko usklajena, s čimer bi se zmanjšalo zavračanje pri presaditvah.
Izzivi in usmeritve za prihodnost
Kljub velikemu potencialu iPS tehnologije ostajajo pomembni izzivi: varnost (tveganje za nastanek tumorjev, zlasti zaradi dejavnika c‑Myc), izboljšanje učinkovitosti in zanesljivosti reprogramiranja, preprečevanje nehotene mutacije ali integracije eksogenih genov ter zanesljiva diferenciacija v funkcionalne celične tipe. Trenutne raziskave se osredotočajo na razvoj varnejših metod reprogramiranja (npr. brez vnosov v genom), izboljšanje kakovosti iPS celic ter na prenos tehnologije v klinično prakso.
Nagrade, priznanja in vodstvene vloge
Za svoje delo je Yamanaka prejel številna nacionalna in mednarodna priznanja. Poleg Nobelove in Wolfove nagrade je bil prejemnik tudi drugih medalj ter nagrad za inovacije in tehnologijo, med njimi omenjena Millennium Technology Prize. Svoje odkritje je hitro prenesel iz laboratorija v organizirano raziskovanje z namenom klinične uporabe—v okviru CiRA in drugih sodelovanj—ter je eno vodilnih imen v mednarodni skupnosti raziskav matičnih celic.
Yamanakova metoda je spremenila področje celicne biologije in odprla nove poti za raziskave in terapije, čeprav bo za uresničitev mnogih obetavnih aplikacij potrebnih še več temeljnih in kliničnih raziskav.
Kaj je storil
Med razvojem se lahko embrionalne matične celice spremenijo v katero koli tkivo. Fibroblasti v koži so ena od vrst celic. Leta 2006 so Yamanaka in njegova ekipa vzeli fibroblaste odraslih miši in jih v tkivni kulturi spremenili v matične celice. Spremenjene celice so znane kot "inducirane pluripotentne matične celice" (celice iPS). celice iPS so podobne embrionalnim matičnim celicam iz blastociste (zarodek nekaj dni po oploditvi).
Pri tem postopku so v odrasle fibroblaste prenesli nekatere gene, povezane z matičnimi celicami. Med transfekiranimi geni so bili glavni regulatorji transkripcije. Transfekcija se običajno izvaja z virusnimi vektorji, kot so retrovirusi.
Ekipa je lahko dokazala, da so bile celice iPS pluripotentne (sposobne ustvariti vse celične linije telesa). Kmalu so vzgojili miši, ki so vključevale celice iPS. Leta 2007 je s svojo ekipo ustvaril celice iPS iz človeških odraslih fibroblastov, kar je bila prva skupina, ki ji je to uspelo. Glavna medicinska uporaba bo zamenjava okvarjenih ali poškodovanih tkiv pri ljudeh. To trenutno še ni na voljo. Na voljo je neodvisna ocena tega področja.
Vprašanja in odgovori
V: Kdo je Shinya Yamanaka?
O: Shinya Yamanaka je japonski zdravnik, ki raziskuje odrasle matične celice.
V: Kakšno nagrado je prejel leta 2012?
O: Leta 2012 je prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino.
V: S kom si je Yamanaka delil Wolfovo nagrado za medicino?
O: Wolfovo nagrado za medicino si je leta 2011 delil z Rudolfom Jaenischem.
V: V kateri organizaciji je Yamanaka trenutno predsednik?
O: Yamanaka je sedanji predsednik Mednarodnega združenja za raziskave matičnih celic (ISSCR).
V: Kje je Yamanaka profesor?
O: Yamanaka je profesor na Univerzi v Kjotu, Univerzi Kalifornije v San Franciscu (UCSF) in Inštitutu za mejne medicinske znanosti.
V: Kaj je Center za raziskave in uporabo celic iPS?
O: Center za raziskave in uporabo celic iPS je raziskovalni inštitut, ki se ukvarja z raziskavami matičnih celic, zlasti induciranih pluripotentnih matičnih celic (iPSC).
V: S kom je Yamanaka osvojil tehnološko nagrado tisočletja?
O: Yamanaka je leta 2012 nagrado za tehnologijo tisočletja prejel skupaj z Linusom Torvaldsom.
Iskati