Reprogramowanie epigenetyczne

Reprogramowanie epigenetyczne – proces modyfikacji aktywności genów w jądrze komórkowym, pozwalający na „cofnięcie” komórki do wcześniejszego etapu rozwoju.

Proces ten zachodzi m.in. podczas gametogenezy, klonowania metodą transferu jądrowego oraz odróżnicowania komórek somatycznych do komórek macierzystych.

Polega na modyfikacji tzw. epigenomu – zestawu cząsteczek związków chemicznych (np. grup metylowych) „przyczepionych” do nici DNA i zmieniających aktywność poszczególnych genów. Zmiany epigenetyczne kumulują się w genomie w miarę rozwoju organizmu, a także pod wpływem czynników środowiskowych (np. toksyn). „Wyczyszczenie” tych zmian, czyli reprogramowanie sprawia, że jądro znów zaczyna działać tak, jak na wcześniejszym etapie rozwoju – a więc np. w zygocie czy pluripotentnej komórce macierzystej.

Reprogramowanie epigenetyczne jest procesem słabo zbadanym – naukowcy nie potrafią jeszcze nim sterować. Prawdopodobnie to właśnie błędy reprogramowania są przyczyną obumierania dużego odsetka sklonowanych ssaków już na poziomie zarodkowym. Błędy te mogą też być przyczyną licznych chorób, które bardzo często pojawiają się u klonów (np. owca Dolly cierpiała na otyłość i zwyrodnienie stawów). Możliwość wprowadzenia takich błędów do epigenomu jest jednym z naukowych argumentów przeciwko reprodukcyjnemu klonowaniu człowieka – sklonowana osoba mogłaby cierpieć także na zaburzenia psychiczne.

Kontrola procesu programowania epigenetycznego ma szeroki wachlarz potencjalnych zastosowań. Reprogramowane komórki ludzkie stanowiłyby bowiem nieskończone źródło komórek dla inżynierii tkankowej, które byłyby immunologicznie zgodne z potrzebującym ich pacjentem.

Jeśli zatem udałoby się otrzymać podobne wyniki dla ludzkich komórek, mogłyby one służyć do ponownego przeprogramowania ich na przykład w komórki beta trzustki i wykorzystania w leczeniu cukrzycy typu I. Mogłyby mieć także zastosowanie w otrzymywaniu komórek hematopoetycznych dla pacjentów chorych na białaczkę czy motoneuronów dla chorych na chorobę Parkinsona.

Wyniki te wskazują także, że możliwym będzie zastąpienie reprogramowaniem epigenetycznym używanej dotychczas techniki somatycznego transferu jąder (znanej także jako terapeutyczne klonowanie).