Plik komórki macierzyste Są rodzajem komórek, które naturalnie występują we wszystkich żywych organizmach wielokomórkowych. Charakteryzują się właściwością różnicowania się w dowolny typ komórki i dzielenia się w celu wyprodukowania większej liczby komórek macierzystych.
Ten typ komórki jest bardzo ważny już przed urodzeniem, ponieważ kilka dni po połączeniu dwóch gamet zaczyna się dzielić i namnażać, tworząc komórki macierzyste, które będą się specjalizować i dadzą początek różnym narządom i tkankom ciała zarodka..
Znaczenie komórek macierzystych polega na ich niesamowitym potencjale do rozwoju i tworzenia prawie każdego rodzaju komórek. Ta zdolność może być używana do naprawy i uzupełniania uszkodzonych lub zniszczonych komórek..
Obecnie bada się kliniczne zastosowanie komórek macierzystych w wielu chorobach, takich jak choroba Parkinsona, choroba Alzheimera lub niektóre choroby wrodzone. Ponadto istnieją już produkty oparte na komórkach macierzystych, które zaczęły być stosowane na całym świecie w medycynie ortopedycznej..
Indeks artykułów
Komórki macierzyste nadal istnieją u dorosłych osobników, chociaż w mniejszej ilości i z mniejszym potencjałem niż w fazie embrionalnej.
Te komórki macierzyste są obecne w pewnych strukturach, takich jak szpik kostny, mięśnie i mózg; dzięki nim uszkodzone komórki mogą zostać wymienione, a narządy mogą dalej normalnie funkcjonować.
Ogólnie można powiedzieć, że komórki macierzyste mają trzy główne właściwości, które odróżniają je od innych komórek:
Te właściwości sprawiają, że są one potencjalnie korzystne w leczeniu niektórych chorób spowodowanych zużyciem lub degeneracją niektórych komórek, takich jak choroby neurodegenracyjne..
Te niesamowite właściwości komórek macierzystych zostały po raz pierwszy zbadane zaledwie 35 lat temu, w 1981 r., Kiedy grupa naukowców odkryła, że można wyodrębnić komórki macierzyste z embrionu myszy..
Dopiero w 1998 r. Badania przeprowadzone na myszach można było ekstrapolować na ludzi, kiedy pierwsze komórki macierzyste wyekstrahowano z ludzkich embrionów i wyhodowano in vitro w celu zbadania ich funkcji i właściwości. Te komórki macierzyste nazywane są embrionalnymi komórkami macierzystymi..
W 2006 roku nastąpił kolejny kamień milowy w historii badań nad komórkami macierzystymi. Grupa naukowców odkryła, w jaki sposób niektóre dorosłe komórki można przeprogramować genetycznie, aby dały początek komórkom macierzystym, które mogą specjalizować się w niektórych typach komórek. Ten typ komórek macierzystych nazywany jest indukowanymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi (iPS)..
Chociaż w ciągu tych 35 lat poczyniono znaczne postępy w badaniach nad komórkami macierzystymi, nadal potrzebne są dalsze badania, aby lepiej je zrozumieć i móc z nich korzystać w tworzeniu nowych terapii i badaniach normatywnego rozwoju człowieka..
Komórki macierzyste można ogólnie podzielić na kategorie ze względu na ich poziom dojrzewania na indukowane embrionalne, płodowe, dorosłe komórki macierzyste oraz indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste..
Co więcej, nie wszystkie komórki macierzyste mają taki sam potencjał różnicowania się w dowolny typ komórki. W zależności od rodzaju komórek, w których można różnicować komórki macierzyste, mogą to być:
Są kolejnym krokiem dla totipotencjalnych komórek macierzystych i mogą różnicować się w prawie każdy typ komórki. Hodowle komórek embrionalnych i indukowane komórki macierzyste są pluripotencjalne.
Embrionalne komórki macierzyste są pozyskiwane z zarodków. Większość pochodzi z gamet zapłodnionych in vitro, a nie od naturalnie ciężarnych kobiet. Teoretycznie są totipotentne, to znaczy mogą dać początek dowolnemu typowi komórek, chociaż w tej chwili w laboratorium można hodować tylko niektóre typy komórek.
Po wyekstrahowaniu komórek macierzystych przeprowadza się hodowlę, w której komórki i materiał odżywczy (pożywka hodowlana) są umieszczane na szalce laboratoryjnej. W hodowli komórki rosną i zaczynają się dzielić, tworząc cienką warstwę, która rozciąga się na całej powierzchni płytki..
Płodowe komórki macierzyste pozyskuje się z płodów (od 10 tygodnia ciąży). Komórki te można znaleźć w większości tkanek płodu..
Te komórki macierzyste są multipotencjalne, to znaczy mogą różnicować się w pewne typy komórek, które są ze sobą powiązane, na przykład w kilku podobnych tkankach, tworząc ten sam narząd..
W niektórych tkankach dorosłych, takich jak skóra, mięśnie, jelita i szpik kostny, znajdują się dorosłe komórki macierzyste, które mogą się namnażać i różnicować w komórki tej samej tkanki, zastępując martwe lub uszkodzone komórki, tak że stają się oligopenetami. Dorosłe komórki macierzyste można również znaleźć we krwi pępowinowej.
Na przykład w szpiku kostnym znajdują się komórki macierzyste krwi, które dojrzewają do dojrzałych krwinek (krwinek czerwonych, krwinek białych lub płytek krwi)..
Badania nad tym typem komórek są bardzo zaawansowane i obecnie przeprowadza się przeszczepy dorosłych komórek macierzystych ze szpiku kostnego lub krwi pępowinowej w celu leczenia chorób krwi, takich jak zespoły mielodysplastyczne i mieloproliferacyjne..
Potencjał terapeutyczny innych dorosłych komórek macierzystych, takich jak komórki mezenchymalne, które wytwarzają komórki z kości, chrząstki i tłuszczu, jest obecnie badany w leczeniu chorób, takich jak zapalenie stawów..
Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPS) są już wyspecjalizowanymi komórkami dorosłymi (na przykład ze skóry), które zostały genetycznie przeprogramowane in vitro, aby miały właściwości embrionalnych komórek macierzystych.
Aby przeprogramować dorosłe komórki, są one ekstrahowane z dorosłych i hodowane na płytce, do której wprowadzane są wirusy stworzone w laboratorium z określonymi genami, aby zintegrowały się z komórkami i zmodyfikowały ich informację genetyczną..
Chociaż komórki iPS i komórki embrionalne mają wiele wspólnych cech, nie są one całkowicie takie same, różnice te są obecnie badane, a także nowe procedury tworzenia iPS..
Chociaż wymagane są dalsze badania, komórki iPS są już wykorzystywane do testowania działania niektórych leków, które są w trakcie badań klinicznych i mają być przydatne do przeszczepów w najbliższej przyszłości.
Obecnie przeszczepy komórek iPS nie są wykonywane, ponieważ niektóre badania na zwierzętach doprowadziły do powstania formacji rakowych, prawdopodobnie ze względu na technikę zastosowaną do przeprogramowania komórek.
Hodowle komórek macierzystych nie są w 100% skuteczne, są chwile, kiedy komórki nie rosną lub nie dzielą się. Ale kiedy kultura jest skuteczna, pobierane są grupy komórek macierzystych i tworzone są nowe populacje, które będą nadal się dzielić i zaczną różnicować. Komórki macierzyste można zamrażać i przechowywać w dowolnym momencie procesu.
Podczas hodowli komórki macierzyste mogą spontanicznie grupować się i specjalizować w każdym typie tkanki (mięśniowej, nerwowej…). To, że potrafią się specjalizować, świadczy o tym, że komórki są utrzymywane w dobrym stanie, ale w idealnym przypadku proces specjalizacji jest kontrolowany przez naukowców w celu stworzenia określonych populacji komórek.
Aby kontrolować różnicowanie embrionalnych komórek macierzystych, naukowcy modulują skład chemiczny podłoża hodowlanego, kwadratu lub samych komórek, wprowadzając do niego określone geny..
Dzięki wielu badaniom stworzono protokoły wskazujące, jakie parametry należy zmodyfikować i jak to zrobić, aby stworzyć określone kultury komórkowe..
W chwili obecnej nie przeprowadza się przeszczepów embrionalnych komórek macierzystych u ludzi, ponieważ w niektórych badaniach na zwierzętach zaobserwowano, że mogą one prowadzić do rozwoju raka. Mimo to badania wciąż trwają i są bardzo obiecujące dla przyszłych terapii.
Obecnie najbardziej zbadanym i praktykowanym klinicznym zastosowaniem komórek macierzystych jest przeszczepianie komórek macierzystych krwi (krwiotwórczych) ze szpiku kostnego lub pępowiny. Są stosowane w leczeniu problemów z krwią i układem odpornościowym, a także w odnowie uszkodzonych komórek po chemioterapii lub radioterapii.
Każdego roku w Europie ponad 26 000 osób poddaje się przeszczepowi hemetapoetycznych komórek macierzystych. Choroby, które obecnie można leczyć przeszczepem to:
Innym zastosowaniem przeszczepów komórek macierzystych jest przeszczep skóry. Ta aplikacja jest prawdopodobnie najstarsza, ponieważ była używana, zanim naprawdę zrozumiano, jak działają komórki macierzyste.
Przeszczepy skóry są zwykle wykonywane tylko w skrajnych przypadkach, gdy dana osoba ma duże obszary skóry uszkodzone, na przykład z powodu ciężkiego oparzenia.
Pierwszy przeszczep skóry został przeprowadzony w 1970 roku i od tego czasu technika została udoskonalona, choć przed nami jeszcze długa droga, ponieważ obecnie przeszczepiona skóra nie jest w stanie wytworzyć pełnych włosów ani gruczołów potowych.
Najnowszym zastosowaniem komórek macierzystych, które zostało zatwierdzone w Europie, jest Holoclar, lek naprawiający uszkodzenia, których mogła doznać rogówka, niezależnie od tego, czy są to rany, czy oparzenia..
Zabieg polega na pobraniu niewielkiej ilości komórek rąbka w dobrym stanie, odpowiedzialnych za naprawę rogówki i wyhodowaniu ich w laboratorium do momentu utworzenia cienkiej warstwy rogówki, którą można przeszczepić do oka pacjenta..
W badaniach klinicznych badane są inne możliwe zastosowania komórek macierzystych. Główne zastosowania znalezione w badaniach to regeneracja tkanek i narządów, leczenie urazów, leczenie chorób układu krążenia oraz leczenie chorób mózgu..
Wykorzystanie komórek macierzystych do regeneracji tkanek i narządów jest prawdopodobnie najbardziej przebadanym zastosowaniem. Jeśli narządy lub tkanki powstają z komórek macierzystych, można je przeszczepić osobom, które ich potrzebują, w rzeczywistości pierwsza nerka z komórkami macierzystymi została już utworzona i wyniki są obiecujące.
Zachęcające są również wyniki uzyskane w badaniach nad wykorzystaniem komórek macierzystych w leczeniu chorób układu krążenia.
W 2013 roku grupa naukowców z Massachusetts General Hospital (Stany Zjednoczone) utworzyła naczynia krwionośne z części ludzkich komórek macierzystych, które zostały wszczepione myszom i działały prawidłowo. Obecnie badania trwają i starają się bezpiecznie zastosować je u ludzi.
Zastosowanie komórek macierzystych w leczeniu chorób mózgu, takich jak choroba Parkinsona czy Alzheimera, jest badane przy użyciu embrionalnych komórek macierzystych ze względu na ich potencjał różnicowania. Wyniki wyglądają obiecująco, chociaż badania są wciąż na bardzo wczesnym etapie.
Badania komórek macierzystych są prowadzone nie tylko w celu leczenia chorób, ale także w celu zrozumienia normalnego rozwoju zdrowych komórek i lepszego zrozumienia niektórych procesów, takich jak podział i różnicowanie komórek..
Jeszcze bez komentarzy