Stamcelletyper, applikationer og hvor de findes

5079
Basil Manning
Stamcelletyper, applikationer og hvor de findes

Det moderceller De er en type celle, der findes naturligt i alle flercellede levende ting. De er kendetegnet ved egenskaben ved at differentiere sig i enhver type celle og opdele for at producere flere stamceller.

Denne type celle er meget vigtig fra før fødslen, da et par dage efter sammenføjning begynder de to gameter at opdele og formere sig og skabe stamceller, der vil specialisere sig og give anledning til de forskellige organer og væv i fostrets krop..

Stamcelleillustration

Vigtigheden af ​​stamceller ligger i deres fantastiske potentiale til at udvikle og danne næsten alle typer celler. Denne evne kan bruges til at reparere og genopfylde beskadigede eller ødelagte celler.. 

I øjeblikket undersøges den kliniske anvendelse af stamceller i flere sygdomme såsom Parkinsons, Alzheimers eller nogle medfødte tilstande. Derudover er der allerede stamcellebaserede produkter, der er begyndt at blive brugt internationalt i ortopædisk medicin..

Artikelindeks

  • 1 Er der stamceller hos voksne eller kun hos børn??
  • 2 Hvad er forskellene med andre typer celler?
  • 3 Typer af stamceller
    • 3.1 Totipotent (eller allmægtig)
    • 3.2 Pluripotent
    • 3.3 Multipotent
    • 3.4 Oligopotenter
    • 3.5 Unipotent
    • 3.6 Embryonale stamceller
    • 3.7 Fosterstamceller
    • 3.8 Voksne stamceller
    • 3.9 Inducerede pluripotente stamceller
  • 4 Stamcellekulturer
  • 5 Stamcellebehandlinger
    • 5.1 Leukæmi og lymfeknuder
    • 5.2 Sygdomme relateret til knoglemarven
    • 5.3 Arvelige immunsystemsygdomme
    • 5.4 Hæmoglobinopatier (sygdomme i de røde blodlegemer)
    • 5.5 Arvelige metaboliske sygdomme
  • 6 Andre applikationer
    • 6.1 Holoclar
    • 6.2 Vævsregenerering
    • 6.3 Kardiovaskulære sygdomme
    • 6.4 Hjernesygdomme
  • 7 Referencer

Er der stamceller hos voksne eller kun hos børn?

Stamceller fortsætter med at eksistere hos voksne individer, skønt i mindre mængde og med mindre potentiale end i fosterstadiet.

Disse stamceller er til stede i visse strukturer såsom knoglemarv, muskler og hjerne; takket være dem kan beskadigede celler udskiftes, og organer kan fortsætte med at fungere normalt.

Hvilke forskelle har de med andre typer celler?

Generelt kan det siges, at stamceller har tre hovedegenskaber, der adskiller dem fra andre celler:

  • De kan reproducere i lange perioder.
  • De er ikke specialiserede.
  • De kan specialisere sig i enhver type celle.

Disse egenskaber gør dem potentielt gavnlige til behandling af nogle sygdomme forårsaget af slid eller degeneration af nogle celler, såsom neurodegenrative sygdomme..

Disse utrolige egenskaber ved stamceller blev først undersøgt for kun 35 år siden, i 1981, da en gruppe forskere opdagede, at det var muligt at udvinde stamceller fra et musembryo..

Det var først i 1998, hvor undersøgelserne udført med mus kunne ekstrapoleres til mennesker, da de første stamceller blev ekstraheret fra humane embryoner og dyrket in vitro for at undersøge deres funktion og egenskaber. Disse stamceller kaldes embryonale stamceller..

I 2006 opstod en anden milepæl i historien om stamcelleundersøgelse, en gruppe forskere opdagede, hvordan nogle voksne celler kunne genetisk omprogrammeres for at give anledning til stamceller, der kan specialisere sig i nogle typer celler. Denne type stamcelle kaldes induceret pluripotent stamcelle (iPS)..

Selvom der i disse 35 år er gjort store fremskridt inden for stamcelleforskning, er der stadig behov for flere undersøgelser for bedre at forstå dem og være i stand til at bruge dem til oprettelse af nye terapier og i studiet af menneskelig normativ udvikling..

Stamcelletyper

Stamceller kan bredt kategoriseres i henhold til deres modningsniveau i inducerede embryonale, føtale, voksne stamceller og inducerede pluripotente stamceller..

Desuden har ikke alle stamceller det samme potentiale til at differentiere sig til enhver type celle. Afhængigt af typen af ​​celler, hvor stamceller kan differentieres, kan de være:

Totipotent (eller allmægtig)

Morula, totipotent celle. Kilde: Pidalka44 [public domain]
De kan differentiere sig i enhver type celle. Disse celler kan kun findes i morulaen (det sæt af celler, der opstår efter forening af de to gameter) og teoretisk set i embryoner, selvom det endnu ikke er opnået, at embryonale stamceller udvikler og skaber alle typer celler.

Pluripotent

Koloni af humane embryonale stamceller. Kilde: Public domain

De er det næste trin for totipotente stamceller og kan differentiere sig i næsten alle typer celler. Embryonale cellekulturer og inducerede stamceller er pluripotente.

Multipotent

Konfokal mikrograf af GFP-positive neurale forløberceller (grøn) i rotte olfaktoriske pære. Kilde: Oleg Tsupykov [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
De kan skelne i en lang række celler, men kun dem, der hører til en gruppe beslægtede celler. For eksempel kan de multipotente celler i hjertet kun differentiere sig til væv, der udgør hjertet. Disse celler kan høstes fra fostre.

Oligopotent

Umodne myeloid (oligopotente) dendritiske celler Kilde: Josef Neumüller, Sylvia Emanuela Neumüller-Guber, Johannes Huber, Adolf Ellinger og Thomas Wagner [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
De kan differentiere sig i flere typer celler, for eksempel for at danne det samme væv. Voksne stamceller er oligopotente.

Unipotent

Hæmatocytter type føtale hepatolaster (unipotente stamceller). Kilde: Institut for Histologi, Jagiellonian University Medical College [http://www.histologia.cm-uj.krakow.pl/index.html]
De kan kun differentiere sig til en type celler. Disse stamceller adskiller sig fra normale voksne celler ved, at de opretholder deres reproduktive egenskab i lang tid (inden de differentieres). Denne type stamceller findes for eksempel i nogle muskler.

Embryonal stamcelle

Embryonale stamceller fra en mus. Kilde: National Science Foundation [Public domain]

Embryonale stamceller ekstraheres fra embryoner. De fleste kommer fra kønsceller, der er befrugtet in vitro og ikke fra naturligt gravide kvinder. I teorien er de totipotente, det vil sige, de kan give anledning til enhver type celler, skønt i øjeblikket kun nogle typer celler kan dyrkes i laboratoriet.

Når stamcellerne først er ekstraheret, udføres en kultur, hvor cellerne og næringsmaterialet (dyrkningsmedium) introduceres i en laboratoriefad. I kultur vokser celler og begynder at dele sig, hvilket skaber et tyndt lag, der strækker sig over hele overfladen af ​​pladen..

Fosterstamceller

Fosterstamcelle. Kilde: Teixeira, J., Rueda, B.R. og Pru, J.K., Uterine Stem cells (30. september 2008), StemBook, red. Stem Cell Research Community, StemBook, doi / 10.3824 / stembook.1.16.1, http://www.stembook.org. [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]

Fosterstamceller fås fra fostre (fra den 10. drægtighedsuge). Disse celler kan findes i de fleste væv hos fosteret..

Disse stamceller er multipotente, dvs. de kan skelne i nogle typer celler, der er beslægtede, for eksempel i flere lignende væv for at danne det samme organ..

Voksne stamceller

Mikrograf af en voksen stamcelle, der viser typiske ultrastrukturelle træk. Kilde: Robert M. Hunt, Creative Commons Attribution

I nogle voksne væv, såsom hud, muskler, tarm og knoglemarv, er der voksne stamceller, der kan sprede sig og differentiere sig til celler i det samme væv for at erstatte døde eller beskadigede celler, så de er oligopoenter. Voksne stamceller kan også findes i navlestrengsblod.

For eksempel er der i knoglemarven blodstamceller, der modnes til modne blodlegemer (røde blodlegemer, hvide blodlegemer eller blodplader)..

Forskning med denne type celler er meget avanceret, og voksne stamcelletransplantationer fra knoglemarv eller navlestrengsblod udføres i øjeblikket for at behandle blodsygdomme såsom myelodysplastiske og myeloproliferative syndromer.

Det terapeutiske potentiale for andre voksne stamceller, såsom mesenchymale celler, der producerer celler fra knogler, brusk og fedt, undersøges i øjeblikket til behandling af sygdomme såsom arthritis..

Inducerede pluripotente stamceller

Inducerede pluripotente stamceller. Kilde: Gepstein Laboratory [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Inducerede pluripotente stamceller (iPS) er allerede specialiserede voksne celler (for eksempel fra huden), der er genetisk omprogrammeret in vitro til at have egenskaberne af embryonale stamceller.

For at omprogrammere voksne celler ekstraheres de fra voksne og dyrkes i en plade, hvor vira, der er oprettet i laboratoriet med specifikke gener, indsættes, så de integreres med cellerne og ændrer deres genetiske information..

Selvom iPS-celler og embryonale celler deler mange karakteristika, er de ikke helt de samme, disse forskelle undersøges i øjeblikket samt nye procedurer til oprettelse af iPS..

Selvom der kræves yderligere forskning, bruges iPS-celler allerede til at teste effekten af ​​nogle lægemidler, der er i kliniske forsøg og forventes at være nyttige til transplantation i den nærmeste fremtid.

I øjeblikket udføres ikke iPS-celtransplantationer, fordi nogle dyreforsøg har resulteret i kræftformationer, muligvis på grund af den teknik, der anvendes til omprogrammering af cellerne.

Stamcellekulturer

Blastocyst, har internt stamceller. Kilde: Gnzlndrs [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Stamcellekulturer er ikke 100% effektive, der er tidspunkter, hvor celler ikke vokser eller deler sig. Men når kulturen har været effektiv, tages grupper af stamceller, og der oprettes nye populationer, der fortsætter med at dele sig og begynde at differentiere. Stamceller kan fryses og opbevares når som helst under processen.

Under dyrkning kan stamceller spontant gruppere og specialisere sig i enhver form for væv (muskuløs, nervøs ...). At de er i stand til at specialisere sig er et tegn på, at cellerne holdes i god stand, men ideelt set styres specialiseringsprocessen af ​​forskere for at skabe specifikke cellepopulationer.

For at kontrollere differentieringen af ​​embryonale stamceller modulerer forskere den kemiske sammensætning af dyrkningsmediet, kvadratet eller selve cellerne ved at indsætte specifikke gener i det..

Gennem flere undersøgelser er der oprettet protokoller, der angiver, hvilke parametre der skal ændres, og hvordan man gør det for at skabe specifikke cellekulturer..

I øjeblikket udføres der ikke embryonale stamcelletransplantationer hos mennesker, fordi det i nogle studier med dyr er blevet observeret, at de kan føre til udvikling af kræft. Alligevel er der stadig forskning, og de er meget lovende for fremtidige behandlinger.

Stamcellebehandlinger

I øjeblikket er den mest undersøgte og praktiserede kliniske anvendelse af stamceller transplantation af blodstamceller (hæmatopoietisk) fra knoglemarv eller navlestreng. De bruges til at behandle blod- og immunsystemproblemer samt til at forny beskadigede celler efter kemoterapi eller strålebehandling.

Hvert år behandles mere end 26.000 mennesker i Europa med en hemetapoietisk stamcelletransplantation hvert år. De sygdomme, der i øjeblikket kan behandles med en transplantation, er:

Leukæmi og lymfomer

  • Akut myelogen leukæmi.
  • Akut lymfoblastisk leukæmi.
  • Kronisk myelogen leukæmi.
  • Kronisk lymfoblastisk leukæmi.
  • Juvenil myelomonocytisk leukæmi.
  • Hodgkin lymfom.
  • Ikke-Hodgkins lymfom.

Sygdomme relateret til knoglemarven

  • Alvorlig aplastisk anæmi.
  • Fanconi anæmi.
  • Paroxysmal natlig hæmoglobinuri.
  • Ren røde blodlegemer aplasi.
  • Medfødt trombocytopeni / amegakaryocytose.
  • Myeloproliferativt og myelodysplastisk syndrom.
  • Multipelt myelom.

Arvelige immunsystemsygdomme

  • Alvorlig kombineret immundefekt.
  • Wiskott-Aldrich syndrom.

Hæmoglobinopatier (sygdomme i de røde blodlegemer)

  • Beta thalassemia major.
  • Seglcelle sygdom.

Arvelige metaboliske sygdomme

  • Krabbe sygdom.
  • Hurler syndrom.
  • Adrenoleukodystrofi.
  • Metakromatisk leukodystrofi.

Andre apps

En anden anvendelse til stamcelletransplantationer er hudtransplantation. Denne applikation er måske den ældste, da den er blevet brugt siden før, og virkelig forstå, hvordan stamceller fungerede.

Hudtransplantater udføres normalt kun i ekstreme tilfælde, hvor personen har store områder af huden beskadiget, for eksempel fra en alvorlig forbrænding.

Den første hudtransplantation blev udført i 1970, og siden da er teknikken blevet raffineret, selvom der stadig er lang vej at gå, da den podede hud i øjeblikket ikke er i stand til at udvikle hårsnegler eller svedkirtler.

Holoclar

Den seneste anvendelse af stamceller, der er godkendt i Europa, har været Holoclar, en behandling til reparation af den skade, hornhinden kan have lidt, uanset om de er sår eller forbrændinger..

Proceduren består i at ekstrahere en lille del af limbalceller i god stand, der er ansvarlig for at reparere hornhinden og dyrke dem i laboratoriet, indtil de danner et tyndt hornhindelag, der kan transplanteres i patientens øje..

Vævsregenerering

Andre mulige anvendelser af stamceller undersøges i kliniske forsøg. De vigtigste anvendelser, der findes i forskning, er regenerering af væv og organer, behandling af skader, behandling af hjerte-kar-sygdomme og behandling af hjernesygdomme.

Anvendelsen af ​​stamceller til regenerering af væv og organer er måske den mest undersøgte anvendelse. Hvis organer eller væv oprettes fra stamceller, kan de transplanteres til mennesker, der har brug for dem, faktisk er den første nyre med stamceller allerede oprettet, og resultaterne er lovende.

Kardiovaskulære sygdomme

Resultaterne opnået i forskning om brugen af ​​stamceller til behandling af hjerte-kar-sygdomme er også meget opmuntrende.

I 2013 oprettede en gruppe forskere fra Massachusetts General Hospital (USA) blodkar fra dele af humane stamceller, der blev implanteret i mus og fungerede korrekt. I øjeblikket er forskningen i gang, og de prøver at anvende den sikkert på mennesker.

Hjernesygdomme

Brugen af ​​stamceller til behandling af hjernesygdomme som Parkinsons eller Alzheimers undersøges ved hjælp af embryonale stamceller for deres differentieringspotentiale. Resultaterne ser lovende ud, selvom undersøgelser stadig er i et meget tidligt stadium.

Undersøgelsen af ​​stamceller udføres ikke kun til behandling af sygdomme, de undersøges også for at forstå den normale udvikling af sunde celler og bedre forstå nogle processer såsom celledeling og differentiering.

Referencer

  1. De Luca, M. (1. september 2015). Hvilke sygdomme og tilstande kan behandles med stamceller? Hentet fra EuroStemCell.
  2. International Society for Stem Cell Research, ISSCR. (s.f.). Typer af stamceller. Hentet den 20. juni 2016 fra Et nærmere kig på stamceller.
  3. Ministeriet for videnskab, teknologi og produktiv innovation i den argentinske republik. (s.f.). Hentet den 20. juni 2016 fra incucai.
  4. National Institutes of Health. (5. marts 2015). Stamcelleoplysninger. Indhentet fra National Institutes of Health.
  5. Schöler, H. R. (2007). Stamcellens potentiale: en opgørelse. I N. Knoepffler, D. Schipanski og S. L. Sorgner, Humanbiotechnology as Social Challenge (s. 28). Ashgate Publishing.
  6. Om stamceller. (s.f.). Stamcellebehandlinger. Hentet den 20. juni 2016 fra sobrecélulasmadre.com.
  7. Betingelser for brug Privatlivspolitik EEO / Affirmative Action Employer. (s.f.). Sygdomme, der kan behandles med transplantationer. Hentet den 20. juni 2016 fra Be the match.

Endnu ingen kommentarer