Przez wiele lat komórki macierzyste były głównym punktem rozmów na temat przyszłości medycyny. Ale czym dokładnie są komórki macierzyste, w jaki sposób są uzyskiwane i jak możemy z nich skorzystać?
Zanim przejdziemy do komórek macierzystych
Nasze ciało jest bezsprzecznie cudem natury. Składa się z wielu małych komórek: komórek krwi, komórek skóry, komórek tłuszczowych i około 200 innych typów komórek. Naukowcy szacują, że dojrzałe ludzkie ciało składa się z 30 trylionów komórek – liczba ta składa się z 13 zer. Wszystkie te komórki pochodzą z jednej komórki: zapłodnionego jaja. Jajko jest komórką macierzystą, a raczej matką wszystkich komórek macierzystych: w końcu tworzy cały nasz organizm.
Specjalne zdolności
Komórki macierzyste to komórki, które jeszcze się nie różnicują. Oznacza to, że nie przypisano im jeszcze określonej funkcji w ciele. Na pierwszy rzut oka komórki macierzyste niewiele różnią się od normalnych komórek organizmu. Mają jednak dwa bardzo szczególne talenty: potrafią się dzielić i różnicować. Mogą zatem tworzyć dokładne kopie samych siebie, a ponadto mogą specjalizować się w określonym typie komórek, tworząc w ten sposób lub naprawiając tkankę.
Różnorodność komórek macierzystych
Istnieją różne rodzaje komórek macierzystych: totipotencjalne, pluripotencjalne, embrionalne. Ta różnorodność – i wszystkie różne nazwy – mogą początkowo wydawać się mylące, ale różnice można zasadniczo określić na podstawie dwóch cech komórek macierzystych: ich odpowiednich potencjałów rozwojowych i ich pochodzenia. Istnieje ścisły związek między nimi.
Komórką o największym potencjale rozwojowym jest zapłodnione jajo. Może rozwinąć całe ciało człowieka, dlatego określa się je jako totipotentny. Ta komórka jest naprawdę wszechstronna. Następne w kolejności są pluripotencjalne komórki macierzyste. Mogą rozwijać każdą ludzką tkankę, ale nie cały organizm. Z kolei multipotencjalne komórki macierzyste mogą tworzyć różne typy komórek, ale są ograniczone do określonego rodzaju tkanki. Nadal są więc w stanie wiele, ale mają już pewne ograniczenia. Poza tym istnieją unipotencjalne komórki macierzyste. Mogą one po prostu różnicować się w kilka lub jeden typ komórki.
Ponadto komórki macierzyste są klasyfikowane według ich pochodzenia. Wszyscy ludzie przenoszą dorosłe komórki macierzyste w ciele przez całe życie i można je znaleźć w wielu obszarach ciała. Ich głównym zadaniem jest utrzymanie lub naprawa tkanek poddanych ciągłemu działaniu czynników wewnętrznych i zewnętrznych. Na przykład dorosłe komórki macierzyste zastępują naszą skórę, tworzą nowe komórki krwi i kształtują nasze kości. Są naprawdę niestrudzone w swoim działaniu i ciągle zastępują miliony komórek, które umierają w naszym ciele co sekundę. Wykorzystanie dorosłych komórek macierzystych do terapii rzadko prowadzi do komplikacji. Niestety mają one również decydujące wady. Często są trudne do wyodrębnienia, pomnożenia i nie nadają się do każdego zadania.
Embrionalne komórki macierzyste to zupełnie inna materia: są one pluripotencjalne, co oznacza, że mogą wytwarzać wszelkiego rodzaju tkanki i rozwijać każdy narząd. Ponadto bardzo szybko rosną w duże ilości komórek. Z tego punktu widzenia są one dość dobrze przystosowane do badań i medycyny. Jednak ich stosowanie u ludzi jest ograniczone prawem i kontrowersyjne etycznie.
W końcu do uzyskania takich komórek potrzebne są zarodki. Tkanka ta – teoretycznie – może przekształcić się w człowieka. Tych kontrowersyjnych pytań można uniknąć dzięki tak zwanym indukowanym pluripotencjalnym komórkom macierzystym (iPS). iPS są wytwarzane sztucznie w laboratorium. Materiałami źródłowymi tego procesu są dojrzałe komórki ciała osoby dorosłej – na przykład komórki skóry. Są one następnie przeprogramowywane do bardzo wczesnego stanu za pomocą różnych technik.
Potencjalne zagrożenia
Mówiąc o ryzyku, największą zaletą embrionalnych, a także indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych jest ich zdolność do dzielenia, namnażania i przekształcania się w różne typy komórek. Ta zaleta jest także ich największą słabością. Po wstrzyknięciu do ludzkiego ciała komórki mogą zacząć się namnażać w niekontrolowany sposób, potencjalnie powodując wzrost guzów.
Magiczna broń przeciwko chorobom
Naukowcy z całego świata bardzo ciężko pracują, aby zminimalizować to ryzyko. Komórki macierzyste obiecują cuda w leczeniu wielu chorób: choroby Parkinsona, raka, zawałów serca, ślepoty związanej z wiekiem itp. Lista jest prawie nieograniczona. Mamy nadzieję, że chore komórki można zastąpić zdrowymi. Podobny proces z powodzeniem stosuje się w klinikach od wielu lat w walce z białaczką.
Lekarze urazów rdzenia kręgowego również pokładają wielkie nadzieje w komórkach macierzystych. Urazy rdzenia kręgowego są niezwykle złożone: dochodzi do stanów zapalnych, utraty tkanki nerwowej i powstawania blizn, które zapobiegają rozwojowi komórek nerwowych. Komórki macierzyste mogą pomóc rozwiązać wszystkie te problemy. Mogą zastąpić martwe tkanki, produkować nowe komórki nerwowe i stworzyć środowisko regeneracyjne.
Skąd pochodzą komórki macierzyste?
Naukowcy odkryli różne źródła komórek macierzystych:
Embrionalne komórki macierzyste
Komórki te pochodzą z zarodków, które mają zaledwie kilka dni. Komórki te są pluripotencjalne, co oznacza, że mogą tworzyć dowolny rodzaj komórek w ciele i pomagać w regeneracji i naprawie tkanek w ciele.
Dorosłe komórki macierzyste
Te komórki są w stanie niespecyficznym, ale są bardziej wyspecjalizowane niż embrionalne komórki macierzyste. Można je znaleźć w większości dorosłych tkanek, takich jak szpik kostny lub mięśnie szkieletowe. Niedawne badania wykazały, że dorosłe komórki macierzyste mogłyby to zrobić wytwarzają różne rodzaje komórek, na przykład komórki szpiku kostnego być w stanie stworzyć komórki kości lub mięśnia sercowego.
Komórki perinatalne
Komórki te znajdują się w płynie owodniowym i krwi pępowinowej. Worek, który otacza i chroni płód, zawiera płyn owodniowy.
Co to jest terapia komórkami macierzystymi?
Jest to procedura wykonywana przy użyciu komórek macierzystych w celu leczenia lub zapobiegania chorobie. Komórki macierzyste pomagają w generowaniu nowych komórek, które można następnie przeszczepić do organizmu w celu zastąpienia komórek uszkodzonych lub utraconych. Terapia komórkami macierzystymi może być stosowana w leczeniu wielu chorób.
Leczenie chorób neurologicznych
Komórki macierzyste są stosowane w leczeniu chorób mózgu, takich jak choroba Parkinsona i choroba Alzheimera. Na przykład; komórki macierzyste są skuteczne Jeśli zastosowanie komórek macierzystych jako źródła do przeszczepu komórek nerwowych wytwarzających dopaminę może zrewolucjonizować opiekę nad pacjentem [chorobą Parkinsona] w przyszłości.
Leczenie chorób sercowo-naczyniowych
Choroby sercowo-naczyniowe są jedną z głównych przyczyn zgonów na świecie, zarówno wśród mężczyzn, jak i kobiet. Naukowcy wykorzystują komórki macierzyste do poprawy zdrowia serca. Przekształcają komórki macierzyste w „mięsień sercowy w naczyniu” i oferują sposoby na zastąpienie uszkodzonej tkanki. Terapia komórkowa może zapewnić trwałe leczenie wad serca, a nie leczenie skoncentrowane na objawach.
Leczenie chorób krwi
Komórki macierzyste z pępowiny są przeszczepiane w celu leczenia chorób krwi, takich jak białaczka, szpiczak i chłoniak. Hematopoetyczne komórki macierzyste są wyjątkowo pozycjonowane jako terapia komórkowa w zaburzeniach krwi, ponieważ ich normalnym zadaniem w ciele jest wytwarzanie wszystkich czerwonych i białych krwinek wypełniających szpik kostny i krew. Terapia komórkami macierzystymi może leczyć wiele chorób i chorób, które do tej pory były określane jako „nieuleczalne”.
Regeneracja tkanek
Regeneracja tkanek jest prawdopodobnie najważniejszym zastosowaniem komórek macierzystych. Do tej pory osoba potrzebująca na przykład nowej nerki musiała czekać na dawcę, a następnie a następnie operację, podczas której dojdzie do przeszczepu. Nawet jeśli brakuje narządów dawcy, lekarze, instruując komórki macierzyste, aby różnicowały się w określony sposób, mogą wykorzystać je do wyhodowania określonego rodzaju tkanki lub narządu. Na przykład lekarze wykorzystali już komórki macierzyste znajdujące się tuż pod powierzchnią skóry do wytworzenia nowej tkanki skórnej. Mogą naprawić poważne oparzenia lub inne obrażenia poprzez przeszczepienie tej tkanki na uszkodzoną skórę, a nowa skóra odrośnie.
Terapia przy niedoborze komórek
Naukowcy mają nadzieję, że pewnego dnia uda im się opracować zdrowe komórki serca w laboratorium, które będą mogły przeszczepić osobom z chorobami serca. Te nowe komórki mogłyby naprawić uszkodzenie serca poprzez ponowne wypełnienie serca zdrową tkanką.
Podobnie osoby z cukrzycą typu I, dzięki komórkom macierzystym, mogą otrzymywać komórki trzustki w celu zastąpienia komórek wytwarzających insulinę, które ich układ odpornościowy utracił lub zniszczył. Obecnie jedyną terapią takich schorzeń jest przeszczep trzustki, a do przeszczepu dostępnych jest bardzo niewiele organów.
Badania i odkrycia naukowe
Komórki macierzyste są przydatne nie tylko jako potencjalne terapie, ale również do celów badawczych. Na przykład naukowcy odkryli, że włączenie lub wyłączenie określonego genu może powodować jego różnicowanie. Świadomość tego pomaga im zbadać, które geny i mutacje powodują określone skutki. Uzbrojeni w tę wiedzę mogą odkryć, co powoduje szeroki zakres chorób i stanów, z których większość nie ma jeszcze lekarstwa.
Nieprawidłowy podział i różnicowanie komórek są odpowiedzialne za stany obejmujące raka i wrodzone niepełnosprawności wynikające z porodu. Wiedza o przyczynach nieprawidłowego podziału komórek może doprowadzić do wyleczenia wielu chorób w przyszłości. Komórki macierzyste mogą również pomóc w opracowywaniu nowych leków. Zamiast testować leki na ludzkich ochotnikach, naukowcy mogą ocenić wpływ leku na normalną, zdrową tkankę, testując go na tkance wyhodowanej z komórek macierzystych.
Chcesz dowiedzieć się więcej o komórkach macierzystych i innych tematach związanych z gwałtownie rozwijającą się medycyną? W tym celu zapraszamy na naszego bloga i zapoznanie się z innymi artykułami.
