Badania nad komórkami macierzystymi

Badania nad komórkami macierzystymi stają się coraz ważniejsze, ponieważ komórki te mogą być wykorzystywane w leczeniu różnych chorób. Komórki macierzyste są niewyspecjalizowanymi komórkami organizmu, które mają zdolność przekształcenia się w wyspecjalizowane komórki w określonym celu organy lub rozwinąć się w tkanki. W przeciwieństwie do wyspecjalizowanych komórek, komórki macierzyste mają zdolność do replikacji cykl komórkowy wiele razy, przez długi czas. Komórki macierzyste pochodzą z kilku źródeł w organizmie. Występują w dojrzałych tkankach ciała, krwi pępowinowej, tkance płodowej, łożysku oraz w zarodkach.

Funkcja komórek macierzystych

Obrazy z domeny publicznej ' id='mntl-sc-block-image_2-0-1' />

Badania nad komórkami macierzystymi skupiają się na wykorzystaniu komórek macierzystych do generowania określonych typów komórek do leczenia chorób. Źródło obrazu: Obrazy z domeny publicznej

Komórki macierzyste rozwijają się w organizmie w tkanki i narządy. W niektórych typach komórek, takich jak skóra tkanki imózgtkanki, mogą również regenerować się, aby pomóc w zastąpieniu uszkodzonych komórek. Na przykład mezenchymalne komórki macierzyste odgrywają istotną rolę w gojeniu i ochronie uszkodzonej tkanki. Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzą z szpik kostny i dają początek komórkom, które tworzą wyspecjalizowane tkanki łączne , a także komórki, które wspomagają tworzenie krew . Te komórki macierzyste są związane z naszym naczynia krwionośne i przejść do działania, gdy naczynia ulegną uszkodzeniu. Funkcja komórek macierzystych jest kontrolowana przez dwa ważne szlaki. Jedna ścieżka sygnalizuje naprawę komórek, podczas gdy druga hamuje naprawę komórek. Kiedy komórki ulegną zużyciu lub uszkodzeniu, pewne sygnały biochemiczne powodują, że dorosłe komórki macierzyste zaczynają działać na rzecz naprawy tkanki. Wraz z wiekiem komórki macierzyste w starszej tkance są hamowane przez pewne sygnały chemiczne, które nie reagują normalnie. Badania wykazały jednak, że po umieszczeniu w odpowiednim środowisku i wystawieniu na odpowiednie sygnały, starsza tkanka może się ponownie naprawić.

Skąd komórki macierzyste wiedzą, jakim typem tkanki się stać? Komórki macierzyste mają zdolność różnicowania się lub przekształcania w wyspecjalizowane komórki. To zróżnicowanie jest regulowane przez sygnały wewnętrzne i zewnętrzne. komórki geny kontrolować wewnętrzne sygnały odpowiedzialne za różnicowanie. Sygnały zewnętrzne kontrolujące różnicowanie obejmują biochemikalia wydzielane przez inne komórki , obecność Cząsteczki w środowisku i kontakt z pobliskimi komórkami. Mechanika komórek macierzystych, czyli siły wywierane przez komórki na substancje, z którymi mają kontakt, odgrywają kluczową rolę w różnicowaniu komórek macierzystych. Badania wykazały, że dorosłe ludzkie mezenchymalne komórki macierzyste rozwijają się w: kość komórki hodowane na sztywniejszym rusztowaniu lub macierzy komórek macierzystych. Kiedy rosną na bardziej elastycznej matrycy, komórki te rozwijają się w: tłuszcz komórki.

Produkcja komórek macierzystych

Chociaż badania nad komórkami macierzystymi dają wiele nadziei w leczeniu chorób u ludzi, nie są pozbawione kontrowersji. Wiele kontrowersji związanych z badaniami nad komórkami macierzystymi dotyczy wykorzystania embrionalnych komórek macierzystych. Dzieje się tak, ponieważ ludzkie embriony są niszczone w procesie pozyskiwania embrionalnych komórek macierzystych. Postępy w badaniach nad komórkami macierzystymi przyniosły jednak metody indukowania innych typy komórek macierzystych w przejmowanie cech embrionalnych komórek macierzystych. Embrionalne komórki macierzyste są pluripotencjalne, co oznacza, że ​​mogą rozwinąć się w niemal każdy rodzaj komórki. Naukowcy opracowali metody przekształcania dorosłych komórek macierzystych w indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC). Te genetycznie zmienione dorosłe komórki macierzyste są pobudzane do funkcjonowania jako embrionalne komórki macierzyste. Naukowcy nieustannie opracowują nowe metody generowania komórek macierzystych bez niszczenia ludzkich embrionów. Przykłady tych metod obejmują:

Transfer jądrowy komórek somatycznych
Naukowcy z powodzeniem wyprodukowali ludzkie embrionalne komórki macierzyste przy użyciu techniki zwanej transferem jądra komórki somatycznej (SCNT). Ten proces obejmuje usunięcie jądro z niezapłodnionej komórki jajowej i zastąpienie jej jądrem innej komórki. W tym badaniu jądra komórek skóry ludzkiej przeszczepiono do niezapłodnionych, wyłuszczonych komórek jajowych (usunięty materiał genetyczny). Komórki te rozwijały się i produkowały embrionalne komórki macierzyste. Komórki macierzyste nie miały nieprawidłowości chromosomalnych i prawidłowej funkcji genów.
Komórki skóry ludzkiej przekształcone w embrionalne komórki macierzyste Przeprogramowanie genetyczne
Naukowcy z Uniwersytetu w Lund w Szwecji opracowali technikę tworzenia różnego rodzaju komórki nerwowe od osoby dorosłej skóra papierowa chusteczka. Aktywując określone geny komórek skóry, komórki tkanki łącznej zwane fibroblastami mogą zostać przeprogramowane w neurony. W przeciwieństwie do innych technik przeprogramowania, które wymagają przekształcenia dorosłych komórek skóry w indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC), zanim staną się komórkami nerwowymi, ta technika umożliwia bezpośrednie przekształcenie komórek skóry w komórki nerwowe.
Nowa technika genetyczna przekształca komórki skóry w komórki mózgu Metoda mikroRNA
Naukowcy odkryli wydajniejszą metodę tworzenia przeprogramowanych komórek macierzystych. Przy użyciu metody mikroRNA można wytworzyć około 10 000 indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC) z każdych 100 000 użytych dorosłych komórek ludzkich. Obecny sposób wytwarzania iPSC daje tylko mniej niż 20 tych przeprogramowanych komórek z każdych 100 000 użytych komórek dorosłego człowieka. Metoda mikroRNA może doprowadzić do opracowania komórkowego „magazynu” iPSC, który można by wykorzystać w regeneracji tkanek.
Nowy, wysoce wydajny sposób wytwarzania przeprogramowanych komórek macierzystych

Terapia Komórkami Macierzystymi

Potrzebne są badania nad komórkami macierzystymi, aby opracować metody leczenia chorób komórkami macierzystymi. Ten rodzaj terapii polega na pobudzaniu komórek macierzystych do przekształcenia się w określone typy komórek w celu naprawy lub regeneracji tkanki. Terapie komórkami macierzystymi mogą być stosowane w leczeniu osób z wieloma schorzeniami, w tym stwardnieniem rozsianym, rdzeń kręgowy kontuzje, system nerwowy choroby, choroby serca, łysina , cukrzyca i choroba Parkinsona. Terapia komórkami macierzystymi może być nawet potencjalnym środkiem pomagającym zachować zagrożone gatunki . A Studia na Uniwersytecie Monash wskazuje, że naukowcy odkryli sposób, aby pomóc zagrożonemu panterze śnieżnej, wytwarzając iPSC z komórek tkanki usznej dorosłych panter śnieżnych. Naukowcy mają nadzieję, że uda im się nakłonić komórki iPSCs do formowania gamety dla przyszłego rozmnażania tych zwierząt poprzez klonowanie lub inne metody.

Źródło:

• Podstawy komórek macierzystych: Wprowadzenie. W Informacje o komórkach macierzystych [Witryna WWW]. Bethesda, MD: National Institutes of Health, US Department of Health and Human Services, 2002 [cytowane w czwartek, 26 czerwca 2014] Dostępne pod adresem (http://stemcells.nih.gov/info/basics/pages/basics1.aspx)