Čo je výskum kmeňových buniek a jeho výhody a nevýhody

Terapia kmeňovými bunkami posilňuje prirodzené procesy hojenia tela a je jedným z najzaujímavejších objavov v regeneratívnej medicíne v poslednom období. Ponúka neuveriteľnú liečbu širokej škály ochorení, na ktoré lekári doteraz nemali prijateľné spôsoby liečby.

V tomto článku Mind The Graph sa dozviete o kmeňové bunky výskum: výhody a nevýhody, čo to je a aké rôzne typy kmeňových buniek sú k dispozícii. Tento článok vám tiež poskytne úspešné príbehy, aby ste lepšie pochopili túto tému.

Čo sú kmeňové bunky?

Telo má pôvodnú surovinu v podobe kmeňových buniek. Tieto kmeňové bunky sú zodpovedné za vývoj všetkých ostatných buniek so špecifickými úlohami. Keď sa vytvoria vhodné podmienky, či už v tele alebo v laboratóriu, kmeňové bunky sa delia a vytvárajú nové bunky známe ako dcérske bunky.

Dcérske bunky majú schopnosť transformovať sa na ďalšie kmeňové bunky alebo bunky so špecifickou funkciou, ako sú krvné bunky, mozgové bunky, bunky srdcového svalu alebo kostné bunky. V tele neexistuje žiadna iná bunka, ktorá by dokázala prirodzene vytvárať nové typy buniek ako kmeňová bunka.

Typy kmeňových buniek

Embryonálne kmeňové bunky

Embryonálne kmeňové bunky sa získavajú z blastocysty, väčšinou prázdneho klbka buniek, ktoré sa u človeka vyvíja tri až päť dní po oplodnení vajíčka spermiou. Embryonálne kmeňové bunky sú pluripotentné, čo znamená, že z nich môžu vzniknúť všetky typy buniek v plne vyvinutom organizme, okrem placenty a pupočníka.

Tieto bunky, ktoré sa oddelili od vnútornej bunkovej hmoty, sa vyvinú na špecializovanejšie bunky, z ktorých vzniknú všetky telesné tkanivá a orgány. Keď vedci odstránia vnútornú bunkovú hmotu a kultivujú ju v určitom laboratórnom prostredí, bunky si zachovajú vlastnosti embryonálnych kmeňových buniek.

Tieto bunky sú mimoriadne dôležité, pretože poskytujú trvalú zásobu na výskum normálneho vývoja a chorôb, ako aj na hodnotenie liekov a iných liečebných postupov.

Tkanivovo špecifické kmeňové bunky

Tkanivovo špecifické kmeňové bunky (najznámejšie ako dospelé kmeňové bunky) majú vyššiu úroveň špecializácie ako embryonálne kmeňové bunky. Tieto kmeňové bunky môžu zvyčajne produkovať širokú škálu typov buniek pre tkanivo alebo orgán, v ktorom žijú.

Tkanivovo špecifické kmeňové bunky sa v ľudskom tele vyskytujú zriedkavo a zdá sa, že sa v kultúre neobnovujú tak ľahko ako embryonálne kmeňové bunky. Výskum týchto buniek však rozšíril naše celkové poznatky o normálnom vývoji, o tom, ako nás ovplyvňuje starnutie a čo sa deje v prípade poranenia a ochorenia.

Mezenchýmové kmeňové bunky

Bunky pochádzajúce zo strómy, spojivového tkaniva, ktoré obklopuje iné tkanivá a orgány, sa označujú ako "mezenchýmové kmeňové bunky" alebo MSC. Mnohí vedci označujú bunky s týmto označením ako "stromálne bunky".

Tieto bunky sa pôvodne našli v kostnej dreni a preukázalo sa, že sú schopné produkovať kostné, chrupavkové a tukové bunky. V súčasnosti sa produkujú z rôznych tkanív, napríklad z tuku a pupočníkovej krvi. Predpokladá sa, že rôzne MSC majú vlastnosti kmeňových buniek a dokonca imunomodulačné vlastnosti, a skúmajú sa ako terapia širokého spektra ochorení, hoci zatiaľ neexistujú dôkazy o ich užitočnosti. Vedci s istotou nevedia, či sú tieto bunky kmeňovými bunkami alebo aké druhy buniek môžu vytvárať. Zhodujú sa však na tom, že nie všetky MSC sú rovnaké a že ich vlastnosti sa líšia v závislosti od toho, odkiaľ v tele pochádzajú a ako sú oddelené a produkované.

Indukované pluripotentné kmeňové bunky

Indukované pluripotentné kmeňové bunky (iPS) sú laboratórne vytvorené bunky, ktoré boli transformované z buniek špecifických pre tkanivo, ako sú bunky kože, na bunky, ktoré sa správajú ako embryonálne kmeňové bunky. IPS bunky sú pre vedcov dôležitým nástrojom na lepšie pochopenie vývojových štádií, vzniku a priebehu chorôb, ako aj na vytváranie a testovanie nových liekov a liečby.

Hoci iPS bunky majú veľa rovnakých vlastností ako embryonálne kmeňové bunky, ako napríklad potenciál dať vzniknúť všetkým typom buniek v tele, nie sú identické. Vedci sa snažia zistiť, aké sú tieto rozdiely a čo predstavujú. Po prvé, prvé iPS bunky boli vytvorené vložením ďalších kópií génov do buniek špecifických pre tkanivo pomocou vírusov. Vedci skúmajú rôzne metódy vytvárania iPS buniek, aby ich nakoniec mohli použiť ako zdroj buniek alebo tkanív na liečebné terapie.

Vývoj v oblasti výskumu kmeňových buniek: úspešné príbehy

Predtým, ako sa ponoríte do klady a zápory výskumu kmeňových buniek, v tomto článku treba spomenúť niekoľko úspešných príbehov.

Skleróza multiplex

Úspešný príbeh Reemy Sandhuovej s kmeňovými bunkami sa podľa DailyMailu začal v roku 2014, keď jej diagnostikovali sklerózu multiplex. Toto ochorenie môže postihnúť mozog a miechu, pričom spôsobuje rôzne príznaky, ktoré menia život, ako napríklad ťažké postihnutie, svalové kŕče a problémy s pamäťou. Po rokoch frustrácie podstúpila autológnu transplantáciu kmeňových buniek, pri ktorej jej z krvi odobrali vlastné kmeňové bunky a vnútrožilovou infúziou ich vpravili späť do tela. Okamžite sa prejavilo výrazné zlepšenie Reeminých mozgových funkcií. Dva mesiace po transplantácii sa jej obnovil zrak a vrátila sa do práce. Tieto povzbudzujúce výsledky naznačujú, že Reemina SM sa v dôsledku transplantácie kmeňových buniek spomalila.

Infarkt

Podľa DailyMailu Dave Randle po infarkte v roku 2016 utrpel vážne zlyhanie srdca a varovanie od odborníkov. Avšak po tom, čo sa dozvedel, že kmeňové bunky sa môžu použiť na liečenie poškodeného srdca, Dave sa prihlásil na terapiu a 5 dní po sebe dostával injekcie, ktoré tlačili jeho kostnú dreň, aby umožnila kmeňovým bunkám dostať sa do krvného obehu. Tieto bunky boli potom extrahované a znovu zavedené do jeho srdca. Daveov úspešný príbeh kmeňových buniek mal šťastný koniec niekoľko týždňov po transplantácii - začal sa cítiť silnejší a lekári zistili významné zmeny.

HIV

V roku 2013 bola u jednej ženy diagnostikovaná infekcia HIV. Podľa denníka jej v marci 2017 diagnostikovali aj akútnu myeloidnú leukémiu, takže sa stala kandidátkou na transplantáciu kmeňových buniek. Transplantáciu kmeňových buniek podstúpila prostredníctvom dvoch transfúzií krvi: jednej od staršieho príbuzného a druhej od nepríbuzného dieťaťa. Dieťa, čiastočne zhodný darca, má mutáciu v géne CCR5, ktorý bráni schopnosti vírusu HIV infiltrovať hostiteľské bunky. Žena prestala v roku 2020 užívať lieky proti HIV a odvtedy sa u nej neprejavili žiadne merateľné príznaky infekcie. Takmer štyri roky bola aj v remisii leukémie.

Výskum kmeňových buniek: Výhody a nevýhody

Klady

Zlepšiť pochopenie etiológie ochorenia: Výskumníci môžu lepšie pochopiť, ako vznikajú choroby a ochorenia, keď budú sledovať, ako kmeňové bunky rastú do buniek kostí, srdcového svalu, neurónov a iných orgánov a tkanív.

Vytváranie zdravých buniek, ktoré nahradia choré bunky (regeneratívna medicína): Kmeňové bunky sa dajú manipulovať tak, aby sa z nich stali konkrétne bunky, ktoré sa dajú použiť u ľudí na regeneráciu a liečenie tkanív, ktoré boli poškodené alebo narušené chorobou.

Testovanie nových liekov z hľadiska bezpečnosti a účinnosti: Pred podaním skúmaných liekov ľuďom môžu výskumníci využiť určité typy kmeňových buniek na posúdenie účinnosti a bezpečnosti liekov.

Minimálne riziko odmietnutia: Dospelé kmeňové bunky sú pri transplantácii menej náchylné na odmietnutie a dajú sa preprogramovať. Úspešnosť dospelých kmeňových buniek sa potvrdila aj v rôznych terapeutických aplikáciách.

Nevýhody

Ťažko sa pestuje: Dospelé kmeňové bunky sa ťažko kultivujú dlhší čas a v súčasnosti nie je k dispozícii technika na vytvorenie veľkého množstva dospelých kmeňových buniek.

Embryonálne kmeňové bunky sa vo všeobecnosti odmietajú: Ak sa embryonálne kmeňové bunky použijú pri transplantácii, nemusia byť akceptované.

Nová technológia: Liečba kmeňovými bunkami sa stále skúma a je potrebné zistiť veľa vecí. Dlhodobé nežiaduce účinky liečby zatiaľ nie sú známe.

Obavy týkajúce sa etiky: liečba kmeňovými bunkami využíva embryonálne kmeňové bunky z ľudského embrya. Mnohí konzervatívci tvrdia, že "ľudský život sa začína počatím" a že výskum kmeňových buniek vedie k smrti živých detí.

Vytvárajte vedecky presné infografiky za pár minút

Využite silu infografiky na podporu úspechu svojej vedeckej práce. Pozor na graf nástroj vám môže pomôcť tým, že vám poskytne úžasné šablóny a umožní vám prezerať si viac ako 40 000 vedecky presných obrázkov vo viac ako 80 populárnych oblastiach.