The mateřské buňky Jsou typem buňky, která se přirozeně nachází ve všech mnohobuněčných živých bytostech. Jsou charakterizovány vlastností diferenciace na jakýkoli typ buněk a dělení za účelem produkce více kmenových buněk.
Tento typ buněk je velmi důležitý již před narozením, protože několik dní po spojení se obě gamety začnou dělit a množit a vytvářejí kmenové buňky, které se budou specializovat a vytvářet různé orgány a tkáně těla embrya..
Význam kmenových buněk spočívá v jejich úžasném potenciálu vyvíjet a formovat téměř jakýkoli typ buněk. Tuto schopnost lze použít k opravě a doplnění poškozených nebo zničených buněk..
V současné době se klinická aplikace kmenových buněk zkoumá u mnoha onemocnění, jako je Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba nebo u některých vrozených stavů. Kromě toho již existují produkty na bázi kmenových buněk, které se začaly mezinárodně používat v ortopedické medicíně..
Rejstřík článků
Kmenové buňky nadále existují u dospělých jedinců, i když v menším množství a s menším potenciálem než v embryonálním stádiu.
Tyto kmenové buňky jsou přítomny v určitých strukturách, jako je kostní dřeň, svaly a mozek; díky nim lze poškozené buňky vyměnit a orgány mohou i nadále normálně fungovat.
Obecně lze říci, že kmenové buňky mají tři hlavní vlastnosti, které je odlišují od ostatních buněk:
Díky těmto vlastnostem jsou potenciálně prospěšné při léčbě některých nemocí způsobených opotřebením nebo degenerací některých buněk, jako jsou neurodegenrativní onemocnění..
Tyto neuvěřitelné vlastnosti kmenových buněk byly poprvé zkoumány pouze před 35 lety, v roce 1981, kdy skupina vědců zjistila, že je možné extrahovat kmenové buňky z myšího embrya..
Teprve v roce 1998, kdy mohly být studie provedené na myších extrapolovány na člověka, byly první kmenové buňky extrahovány z lidských embryí a kultivovány in vitro za účelem studia jejich funkce a vlastností. Tyto kmenové buňky se nazývají embryonální kmenové buňky..
V roce 2006 došlo k dalšímu milníku v historii studia kmenových buněk a skupina vědců zjistila, jak lze některé dospělé buňky geneticky přeprogramovat tak, aby vznikly kmenové buňky, které se mohou specializovat na některé typy buněk. Tento typ kmenových buněk se nazývá indukovaná pluripotentní kmenová buňka (iPS)..
Ačkoli za těchto 35 let bylo ve výzkumu kmenových buněk dosaženo velkého pokroku, je stále zapotřebí více studií, aby jim bylo lépe porozuměno a bylo možné je použít při tvorbě nových terapií a při studiu normativního vývoje člověka..
Kmenové buňky lze obecně rozdělit podle úrovně jejich zrání do indukovaných embryonálních, fetálních, dospělých kmenových buněk a indukovaných pluripotentních kmenových buněk..
Navíc ne všechny kmenové buňky mají stejný potenciál diferenciace na jakýkoli typ buněk. V závislosti na typu buněk, ve kterých lze kmenové buňky diferencovat, mohou být:
Jsou dalším krokem pro totipotentní kmenové buňky a mohou se diferencovat na téměř jakýkoli typ buněk. Embryonální buněčné kultury a indukované kmenové buňky jsou pluripotentní.
Embryonální kmenové buňky jsou extrahovány z embryí. Většina pochází z gamet, které byly oplodněny in vitro, a nikoli od přirozeně těhotných žen. Teoreticky jsou totipotentní, to znamená, že mohou vést ke vzniku jakéhokoli typu buněk, i když v současnosti lze v laboratoři pěstovat pouze některé typy buněk.
Jakmile jsou kmenové buňky extrahovány, provede se kultivace, ve které jsou buňky a výživný materiál (kultivační médium) zavedeny do laboratorní misky. V kultuře buňky rostou a začínají se dělit a vytvářejí tenkou vrstvu, která se táhne po celém povrchu desky..
Fetální kmenové buňky se získávají z plodů (od 10. týdne těhotenství). Tyto buňky se nacházejí ve většině tkání plodu..
Tyto kmenové buňky jsou multipotentní, to znamená, že se mohou diferencovat na některé typy buněk, které jsou příbuzné, například v několika podobných tkáních za vzniku stejného orgánu..
V některých dospělých tkáních, jako je kůže, svaly, střeva a kostní dřeň, existují dospělé kmenové buňky, které se mohou množit a diferencovat na buňky stejné tkáně, aby nahradily mrtvé nebo poškozené buňky, takže jsou oligopoenty. Dospělé kmenové buňky lze také nalézt v pupečníkové krvi.
Například v kostní dřeni existují krevní kmenové buňky, které dozrávají do zralých krevních buněk (červené krvinky, bílé krvinky nebo krevní destičky)..
Výzkum s tímto typem buněk je velmi pokročilý a v současnosti se provádějí transplantace dospělých kmenových buněk z kostní dřeně nebo pupečníkové krve k léčbě krevních onemocnění, jako jsou myelodysplastické a myeloproliferativní syndromy.
Terapeutický potenciál dalších dospělých kmenových buněk, jako jsou mezenchymální buňky, které produkují buňky z kostí, chrupavek a tuků, se v současné době zkoumá k léčbě onemocnění, jako je artritida..
Indukované pluripotentní kmenové buňky (iPS) jsou již specializované dospělé buňky (například z kůže), které byly geneticky přeprogramovány in vitro tak, aby měly vlastnosti embryonálních kmenových buněk.
K přeprogramování dospělých buněk jsou extrahovány z dospělých a kultivovány na destičce, kde jsou vloženy viry vytvořené v laboratoři se specifickými geny, aby se integrovaly s buňkami a upravily jejich genetickou informaci..
Ačkoli iPS buňky a embryonální buňky sdílejí mnoho charakteristik, nejsou úplně stejné, tyto rozdíly jsou v současné době zkoumány, stejně jako nové postupy pro vytvoření iPS..
I když je nutný další výzkum, buňky iPS se již používají k testování účinku některých léků, které jsou v klinických studiích a očekává se, že budou v blízké budoucnosti užitečné pro transplantaci.
V současné době se iPS buněčné transplantace neprovádějí, protože některé studie na zvířatech vedly k rakovinovým formacím, pravděpodobně kvůli technice použité k přeprogramování buněk.
Kultury kmenových buněk nejsou stoprocentně účinné, existují chvíle, kdy buňky nerostou ani se nerozdělují. Když však byla kultura účinná, odebírají se skupiny kmenových buněk a vytvářejí se nové populace, které se budou i nadále dělit a začnou se odlišovat. Kmenové buňky lze kdykoli během procesu zmrazit a uložit.
Během kultivace se kmenové buňky mohou spontánně seskupovat a specializovat na jakýkoli typ tkáně (svalovou, nervovou…). To, že se mohou specializovat, je známkou toho, že buňky jsou udržovány v dobrém stavu, ale v ideálním případě je proces specializace řízen vědci, aby vytvořili konkrétní buněčné populace.
K řízení diferenciace embryonálních kmenových buněk vědci modulují chemické složení kultivačního média, čtverce nebo samotných buněk vložením specifických genů do něj..
Prostřednictvím několika studií byly vytvořeny protokoly označující, jaké parametry je třeba upravit a jak to udělat, aby se vytvořily konkrétní buněčné kultury..
V současné době se u lidí neprovádí transplantace embryonálních kmenových buněk, protože v některých studiích na zvířatech bylo pozorováno, že mohou vést k rozvoji rakoviny. Přesto výzkum stále probíhá a jsou velmi slibné pro budoucí léčbu.
V současné době je nejvíce studovaným a procvičovaným klinickým využitím kmenových buněk transplantace krevních kmenových buněk (hematopoetických) z kostní dřeně nebo pupečníku. Používají se k léčbě problémů s krví a imunitním systémem a také k obnově poškozených buněk po chemoterapii nebo radioterapii.
Každý rok je v Evropě každý rok léčeno více než 26 000 lidí transplantací hemetapoetických kmenových buněk. Nemoci, které lze v současné době léčit transplantací, jsou:
Další aplikací pro transplantace kmenových buněk je štěpování kůže. Tato aplikace je možná nejstarší, protože se používá od doby, než skutečně pochopila, jak fungují kmenové buňky.
Kožní štěpy se obvykle provádějí pouze v extrémních případech, kdy má osoba poškozené velké plochy kůže, například při těžkém popálení.
První kožní štěp byl proveden v roce 1970 a od té doby byla technika zdokonalena, přestože je před námi ještě dlouhá cesta, protože v současné době není roubovaná kůže schopna vyvinout plicní chloupky nebo potní žlázy.
Poslední aplikací kmenových buněk, která byla v Evropě schválena, je Holoclar, léčba k nápravě poškození, které mohla rohovka utrpět, ať už jde o rány nebo popáleniny..
Postup spočívá v extrakci malé části limbálních buněk v dobrém stavu, odpovědných za opravu rohovky, a jejich kultivaci v laboratoři, dokud nevytvoří tenkou rohovkovou vrstvu, kterou lze transplantovat do oka pacienta..
Další možné aplikace kmenových buněk jsou zkoumány v klinických studiích. Hlavní aplikace nalezené ve výzkumu jsou regenerace tkání a orgánů, léčba úrazů, léčba kardiovaskulárních chorob a léčba mozkových chorob.
Využití kmenových buněk k regeneraci tkání a orgánů je možná jeho nejvíce studovanou aplikací. Pokud jsou orgány nebo tkáně vytvořeny z kmenových buněk, mohou být transplantovány lidem, kteří je potřebují, ve skutečnosti již byla vytvořena první ledvina s kmenovými buňkami a výsledky jsou slibné.
Velmi povzbudivé jsou také výsledky získané při výzkumu využití kmenových buněk při léčbě kardiovaskulárních onemocnění.
V roce 2013 vytvořila skupina vědců z Massachusetts General Hospital (USA) krevní cévy z částí lidských kmenových buněk, které byly implantovány do myší a fungovaly správně. V současné době výzkum probíhá a snaží se jej bezpečně aplikovat na člověka.
Využití kmenových buněk k léčbě mozkových onemocnění, jako je Parkinsonova nebo Alzheimerova choroba, je studováno pomocí embryonálních kmenových buněk pro jejich diferenciační potenciál. Výsledky vypadají slibně, ačkoli studie jsou stále ve velmi rané fázi.
Studium kmenových buněk se neprovádí pouze k léčbě nemocí, ale také k pochopení normálního vývoje zdravých buněk a lepšímu pochopení některých procesů, jako je dělení a diferenciace buněk.
Zatím žádné komentáře