Vsi smo se razvili iz oplojene jajčne celice. Oplojena jajčna celica se je delila in nastal je zarodek. V najbolj zgodnjih dneh zarodka so vse celice, ki ga sestavljajo, enake in lahko se razvijejo v prav vse celične tipe, ki sestavljajo odrasli organizem. To lastnost imenujemo pluripotentnost, celice pa matične celice. Ko se zarodek razvija, te celice postanejo živčne celice, mišične celice, celice jeter in vse ostale in vsaka opravlja svojo specializirano vlogo v odraslem telesu. Pred odkritji Yamaneke in Gurdona je ta proces veljal za enosmernega. Veljalo je prepričanje, da se celice na poti dozorevanja tako spremenijo, da pot nazaj, do manj zrelega stanja, ni več mogoča. Zdaj vemo, da ni tako. V genomu celice se z razvojem sicer dogajajo spremembe, vendar pa te niso nepovratne.
Gurdon je že leta 1962 odkril, da je specializiranost celic reverzibilna. Svoje teorije je potrjeval na poskusih z žabami. Ko je zamenjal celično jedro nezrele jajčne celice z jedrom zrele črevesne celice, se je to spremenjeno jajčece razvilo v normalnega paglavca. S tem je potrdil, da ima DNK zrele celice še zmeraj prisotno vso potrebno informacijo za razvoj vseh celic odrasle žabe. Torej ga je možno reprogramirati na začetno pluripotentno stanje. Sprva je Gurdonovo odkritje sprožilo številne polemike, vendar so ga kasneje potrdili tudi drugi znanstveniki in je tako postalo splošno sprejeto v strokovni javnosti. Hkrati je sprožilo nadaljnje raziskave, ki so vodile do kloniranja sesalcev. Primer je slavna ovca Dolly, ki so jo klonirali leta 1996. Vsi poskusi v tem času so vključevali odstranitev celičnega jedra in vnos v drugo celico, kar poškoduje celice. Znanstveniki so se spraševali, ali bo kdaj mogoče reprogramiranje, ne da bi poškodovali celice.
Yamanaka, ki je bil ob Gurdonovem odkritju komaj rojen, je več kot štirideset let kasneje, leta 2006, s poskusi na miših odkril, kako lahko zrele celice reprogramiramo brez prenosa jedra, da postanejo nezrele pluripotentne matične celice. Zanimivo, pokazal je, da je za ta proces odgovornih le nekaj genov. Yamanakove raziskave so se osredotočale na embrionalne matične celice (EMC), pluripotentne matične celice, izolirane iz zarodka in gojene v laboratoriju. Te matične celice je prvi izoliral Martin Evans (Nobelov nagrajenec leta 2007). Yamanaka je poskušal ugotoviti, kateri geni jih vzdržujejo v nezrelem stanju. Ko je identificiral nekaj teh genov, je testiral, ali lahko kateri izmed njih reprogramira zrelo celico v pluripotentno matično celico. Skupaj s sodelavci so te gene v različnih kombinacijah vstavljali v odrasle celice vezivnega tkiva (fibroblaste) in opazovali rezultate pod mikroskopom. Končno so našli kombinacijo, ki je delovala, in recept se je izkazal za presenetljivo enostavnega. Z vstavitvijo kombinacije štirih genov (OCT4, SOX2, KLF4 in c-MYC) jim je uspelo reprogramirati fibroblaste v nezrele matične celice. Nastale inducirane pluripotentne matične celice (iPS celice) se lahko razvijejo v zrele celične tipe, kot so fibroblasti, živčne celice in črevesne celice. To zgodovinsko odkritje je takoj postalo zelo odmevno.
Vse te raziskave so omogočile tudi razvoj novih orodij, ki so zdaj na voljo znanstvenikom po vsem svetu in so vodila do izjemnega napredka na mnogih področjih medicine.
Celice iPS lahko pripravljamo tudi iz človeških celic, vključno s celicami bolnikov. Tako lahko denimo kožne celice pridobimo od pacientov z različnimi boleznimi, jih reprogramiramo in preučujemo, kako se razlikujejo od celic zdravih posameznikov. Iz njih lahko pridobivamo na primer živčne, srčne in jetrne celice ter preučujemo mehanizme različnih bolezni na nov način. Takšne celice so učinkoviti modeli za študij človeških bolezni, ponujajo pa tudi upanje za personalizirano regenerativno medicino. To pomeni, da bi s posameznikovimi celicami iPS ustvarili nadomestna tkiva in organe. Tako se prejemnik nanje ne bi odzval z zavračanjem, saj bi celice izvirale iz njegovega telesa.
S celicami iPS lahko nadomestimo EMC in mnogokrat etično sporne raziskave na njih. Področje je vsekakor zelo vroče, kljub temu pa so nekateri raziskovalci še skeptični, ali so celice iPS res pravi ekvivalent EMC in ali lahko majhne, a bistvene molekularne spremembe med tema celičnima tipoma vplivajo na njihove raziskovalne aplikacije in terapevtski potencial. Da bi lahko odgovorili na to vprašanje, je treba vsak celični tip čim bolj natančno opisati in razumeti njegove značilnosti.
Vsekakor pa so celice iPS bolj primerne za uporabo v regenerativni medicini, saj jih je mogoče ustvariti iz pacientovih telesnih celic in so posledično njemu identične, kar z EMC ni možno. Hkrati so etično manj sporne od EMC, ki jih pridobivajo iz zgodnjih zarodkov, kar sproža številne polemike v javnosti.
Na celicah iPS trenutno opravljajo raziskave predvsem na področju nevroloških, hematoloških, metabolnih, kardiovaskularnih in imunskih boleznih ter še nekaterih drugih, med njimi so Parkinsonova bolezen, Downov sindrom, shizofrenija, različne anemije, diabetes tipa I, družinska hiperholesterolemija in Duchennova mišična distrofija. Stroka napoveduje, da naj bi se prve klinične študije s celicami iPS začele že leta 2014.
Odkritja Yamanake in Gurdona so brez dvoma revolucionarna in so ogromno prispevala k razumevanju celične biologije. Seveda bo do njihove uporabe v terapiji potrebnih še mnogo raziskav, ob katerih pa se bomo zagotovo mnogo naučili o poteku posameznih bolezenskih stanj in delovanju človeškega telesa ter drugih organizmov.
