Vrste matičnih celic, aplikacije in kje so



The matične celice So vrsta celic, ki so naravno prisotne v vseh večceličnih živih bitijih in je značilna lastnost razlikovanja v katerem koli tipu celic in delitev, da bi proizvedla več matičnih celic..

Matične celice so pomembne že pred rojstvom, saj se v nekaj dneh po vstopu v dve gameti začnejo deliti in množiti ustvarjanje specializiranih matičnih celic, ki bodo povzročile različne organe in tkiva zarodka..

Pomen izvornih celic je v njihovem neverjetnem potencialu, da se razvijejo in oblikujejo skoraj vse vrste celic. Ta sposobnost se lahko uporabi za popravilo in obnovo poškodovanih ali uničenih celic. 

Trenutno se preučuje klinična uporaba matičnih celic pri več boleznih, kot sta Parkinsonova, Alzheimerjeva ali nekatere prirojene bolezni. Poleg tega že obstajajo izdelki, ki temeljijo na izvornih celicah, ki so se začele uporabljati v mednarodnem merilu v ortopedski medicini.

Matične celice še vedno obstajajo pri odraslih posameznikih, čeprav v manjših količinah in z manjšim potencialom kot v embrionalni fazi. Te izvorne celice so prisotne v določenih strukturah, kot so kostni mozeg, mišice in možgani, in zaradi njih se lahko nadomestijo poškodovane celice in organi lahko še naprej normalno delujejo..

Na splošno lahko rečemo, da imajo izvorne celice tri glavne lastnosti, ki jih razlikujejo od ostalih celic:

  • Lahko se razmnožujejo dolgo časa.
  • Niso specializirani.
  • Lahko se specializirajo za vse vrste celic.

Zaradi teh lastnosti so lahko koristne za zdravljenje nekaterih bolezni, ki jih povzroča obraba ali degeneracija nekaterih celic, kot so nevrodegenerativne bolezni..

Te neverjetne lastnosti matičnih celic so bile prvič raziskane pred samo 35 leti, leta 1981, ko je skupina raziskovalcev odkrila, da je možno izvleči matične celice iz mišjega zarodka..

Šele leta 1998, ko so se študije z mišmi lahko ekstrapolirale na ljudi, so bile prve človeške izvorne celice ekstrahirane in kultivirane in vitro, da bi preučili njihovo delovanje in njihove lastnosti. Te matične celice se imenujejo embrionalne matične celice.

Leta 2006 se je v zgodovini raziskav matičnih celic zgodil še en mejnik: skupina raziskovalcev je odkrila, kako bi lahko nekatere odrasle celice genetsko reprogramirali, da bi povzročile izvorne celice, ki se lahko specializirajo za nekatere vrste celic. Ta vrsta matičnih celic se imenuje inducirana pluripotentna matična celica (iPS).

Čeprav je bil v teh 35 letih dosežen velik napredek pri raziskavah izvornih celic, je še vedno potrebnih več študij, da bi jih bolje spoznali in jih lahko uporabili pri ustvarjanju novih terapij in pri študiji človekovega normativnega razvoja..

Vrste matičnih celic

Matične celice se lahko kategorizirajo na splošno, glede na njihovo stopnjo zorenja v embrionalnih, fetalnih, odraslih matičnih celicah in induciranih pluripotentnih matičnih celicah..

Poleg tega nimajo vse izvorne celice enakega potenciala, da bi se razlikovale v vseh vrstah celic. Odvisno od vrste celic, v katerih lahko ločite matične celice, lahko:

  • Totipotent (ali vsemogočen), če se lahko razlikujejo v katerikoli celici. Te celice lahko najdemo samo v moruli (množici celic, ki se pojavijo po združitvi obeh gamet) in, teoretično, v zarodkih, čeprav za embrionalne matične celice še ni bilo mogoče razviti in ustvariti vseh vrst. celic.
  • Pluripotent, so naslednji korak totipotentnih matičnih celic in se lahko diferencirajo v skoraj vse vrste celic. Embrionalne celične kulture in inducirane matične celice so pluripotentne.
  • Multipotentno, če jih je mogoče razlikovati v široko paleto celic, ampak samo tiste, ki pripadajo skupini sorodnih celic. Na primer, multipotentne celice srca se lahko razlikujejo le v tkivih, ki tvorijo omenjeni organ. Te celice se lahko ekstrahirajo iz zarodkov.
  • Oligopotentna, če se lahko diferencirajo v več tipov celic, na primer, da tvorijo isto tkivo. Odrasle izvorne celice so oligopotentne.
  • Unipotent, če se lahko razlikujejo samo v eno vrsto celic. Te izvorne celice se razlikujejo od normalnih odraslih celic tako, da ohranijo svojo reproduktivno lastnost dolgo časa (pred razlikovanjem). Tovrstne matične celice lahko najdemo na primer v nekaterih mišicah.

Embrionalne matične celice

Embrionalne matične celice so ekstrahirane iz zarodkov. Večina jih prihaja iz gamet, ki so bile oplojene in vitro in ne iz nosečnic naravno. Teoretično so totipotentne, kar pomeni, da lahko povzročijo kakršno koli vrsto celic, čeprav se v laboratoriju trenutno lahko gojijo le nekatere vrste celic..

Ko so matične celice odstranjene, se izvede kultura, v kateri se celice in hranilni material (gojišče kulture) vnesejo v laboratorijsko posodo. V kulturi celice rastejo in se začnejo deliti in ustvarijo tanko plast, ki se razteza po celotni površini plošče.

Kulture izvornih celic niso 100% učinkovite, včasih celice ne rastejo ali se delijo. Toda, ko je bil pridelek učinkovit, se vzamejo skupine matičnih celic in ustvarijo nove populacije, ki se bodo še naprej delile in začele razlikovati. Matične celice se lahko zamrznejo in shranijo kadarkoli med postopkom.

Med kulturo lahko matične celice spadajo v skupine in se spontano specializirajo v vseh vrstah tkiv (mišice, živci ...). Sposobnost specializacije je znak, da so celice ohranjene v dobrem stanju, vendar je v idealnem primeru proces specializacije nadzorovan s strani raziskovalcev za ustvarjanje specifičnih celičnih populacij..

Za nadzor diferenciacije embrionalnih matičnih celic raziskovalci modulirajo kemijsko sestavo gojišča, kvadrata ali celic sami z vstavljanjem specifičnih genov.

S pomočjo številnih študij so bili pripravljeni protokoli, ki kažejo, katere parametre je treba spremeniti in kako to narediti, da bi ustvarili specifične celične kulture..

V tem trenutku presaditve embrionalnih matičnih celic pri ljudeh ne potekajo, ker je bilo v nekaterih študijah na živalih ugotovljeno, da lahko povzročijo razvoj raka. Kljub temu se raziskave nadaljujejo in so zelo obetavne za prihodnje zdravljenje.

Fetalne matične celice

Kot že ime pove, so fetalne matične celice pridobljene iz zarodkov (od 10. tedna nosečnosti). Te celice lahko najdemo v večini tkiv zarodka.

Te izvorne celice so multipotentne, kar pomeni, da se lahko razlikujejo v nekatere vrste celic, ki so povezane, na primer, v več podobnih tkivih, da tvorijo isti organ..

Odrasle izvorne celice

V nekaterih odraslih tkivih, kot so koža, mišice, črevo in kostni mozeg, obstajajo odrasle matične celice, ki se lahko razmnožijo in diferencirajo v celice v istem tkivu, da nadomestijo mrtve ali poškodovane celice, zato so oligopetentne. Odrasle matične celice lahko najdemo tudi v popkovnični krvi.

Na primer, v kostnem mozgu so matične celice krvi, ki zrejo in se spreminjajo v zrele krvne celice (rdeče krvne celice, bele krvne celice ali trombociti)..

Raziskave s tovrstnimi celicami so zelo napredovale in trenutno se izvajajo transplantacije odraslih matičnih celic iz kostnega mozga ali popkovnične krvi za zdravljenje bolezni krvi, kot so mielodisplastični in mieloproliferativni sindromi..

Terapevtski potencial drugih odraslih matičnih celic, kot so mezenhimske celice, ki proizvajajo kostne, hrustančne in maščobne celice za zdravljenje bolezni, kot je artritis, se trenutno preiskuje..

Inducirane pluripotentne matične celice

Inducirane pluripotentne matične celice (iPS) so že specializirane odrasle celice (npr. Iz kože), ki so bile gensko reprogramirane in vitro, da bi imele lastnosti embrionalnih matičnih celic..

Za reprogramiranje odraslih celic se te izvlečejo iz odraslih in gojijo na ploščici, kjer se virusi, ki nastanejo v laboratoriju, vstavijo s specifičnimi geni, tako da se integrirajo s celicami in spremenijo svojo genetsko informacijo..

Čeprav iPS celice in embrionalne celice delijo številne značilnosti, niso popolnoma enake, te razlike se trenutno preiskujejo, kot tudi novi postopki za ustvarjanje iPS.

Čeprav je potrebnih več raziskav, se iPS celice že uporabljajo za preverjanje učinka nekaterih zdravil, ki so v kliničnih preskušanjih, in v bližnji prihodnosti se pričakuje, da bodo koristni za izvajanje presaditev.

Presaditev celic iPS trenutno ni izvedena, ker so nekatere študije na živalih povzročile rakaste tvorbe, morda zaradi tehnike, ki se uporablja za reprogramiranje celic.

Obdelave z matičnimi celicami

Trenutno je klinična uporaba matičnih celic najbolj raziskana in se v praksi uporablja presaditev krvnih matičnih celic (hematopoetskih) iz kostnega mozga ali popkovnice. Uporabljajo se za zdravljenje bolezni krvi in ​​imunskega sistema ter obnovo poškodovanih celic po zdravljenju s kemoterapijo ali radioterapijo..

Vsako leto se v Evropi vsako leto zdravi več kot 26.000 ljudi s presaditvijo hematapoetičnih matičnih celic. Bolezni, ki se trenutno lahko zdravijo s presaditvijo, so: \ t

  • Leukemije in obrazci, kot so:
    • Akutna mieloična levkemija.
    • Akutna limfoblastna levkemija.
    • Kronična mieloična levkemija.
    • Kronična limfoblastna levkemija.
    • Juvenilna mielomonocitna levkemija.
    • Hodgkinov limfom.
    • Ne-Hodgkinov limfom.
  • Bolezni, povezane s kostnim mozgom, kot so: \ t
    • Huda aplastična anemija.
    • Fanconijeva anemija.
    • Paroksizmalna nočna hemoglobinurija.
    • Aplazija čistih rdečih krvnih celic.
    • Kongenitalna trombocitopenija / amegakariocitoza.
    • Myeloproliferativni in mielodisplastični sindrom.
    • Multipli mielom.
  • Dedne bolezni imunskega sistema, kot so: \ t
    • Huda kombinirana imunska pomanjkljivost.
    • Wiskott-Aldrichov sindrom.
  • Hemoglobinopatije (bolezni rdečih krvnih celic), kot so:
    • Beta talasemija major.
    • Bolezen srpastih celic.
  • Dedne bolezni presnove, kot so: \ t
    • Krabbejeva bolezen.
    • Hurlerov sindrom.
    • Adrenoleukodistrofija.
    • Metakromatična levkodistrofija.
  • Druga stanja in rak.

Še ena od aplikacij presaditev matičnih celic so presadki kože. Ta aplikacija je morda najstarejša, saj je bila uporabljena, preden je resnično razumela delovanje matičnih celic.

Presadki kože se običajno izvajajo samo v skrajnih primerih, ko je oseba poškodovala velika področja kože, na primer zaradi hude opekline..

Prvi kožni presadek je bil narejen leta 1970 in od takrat se je tehnika izpopolnila, čeprav je še dolga pot, saj trenutno cepljena koža ne more razviti lasnih lasnic ali znojnih žlez..

Najnovejša uporaba matičnih celic, ki je bila odobrena v Evropi, je bila Holoclar, zdravilo za odpravo poškodb, ki so morda utrpele roženico, bodisi rane ali opekline..

Postopek je sestavljen iz odstranjevanja majhnega dela limbal celic v dobrem stanju, ki je odgovoren za popravilo roženice, in jih gojiti v laboratoriju, dokler ne oblikujejo tanke rožene plasti, ki se lahko presadi v bolnikovo oko..

Druge možne aplikacije izvornih celic se preiskujejo v kliničnih preskušanjih. Glavne aplikacije v raziskavah so regeneracija tkiv in organov, zdravljenje bolezni srca in ožilja ter zdravljenje možganskih bolezni..

Uporaba matičnih celic za regeneracijo tkiv in organov je morda njihova najbolj raziskana uporaba. Če so organi ali tkiva ustvarjeni iz izvornih celic, jih je mogoče presaditi ljudem, ki jih potrebujejo, pravzaprav je bila že ustvarjena prva ledvica z matičnimi celicami in rezultati so obetavni..

Zelo spodbudni so tudi rezultati raziskav o uporabi matičnih celic pri zdravljenju bolezni srca in ožilja.

Leta 2013 je skupina raziskovalcev iz splošne bolnišnice Massachusetts (Združene države) ustvarila krvne žile za dele človeških izvornih celic, ki so bile vsajene v miših in so pravilno delovale. Trenutno potekajo raziskave in jih poskušajo uporabiti brez tveganja za ljudi.

Uporaba matičnih celic za zdravljenje možganskih bolezni, kot je Parkinsonova ali Alzheimerjeva bolezen, se preučuje z uporabo embrionalnih matičnih celic zaradi njihovega potenciala za diferenciacijo. Rezultati se zdijo obetavni, čeprav so študije še vedno v zelo zgodnji fazi.

Študija matičnih celic se ne izvaja le za zdravljenje bolezni, temveč tudi za poznavanje normalnega razvoja zdravih celic in boljše razumevanje nekaterih procesov, kot sta delitev in diferenciacija celic..

Reference

  1. Iz Luce, M. (1. september 2015). Katere bolezni in stanja je mogoče zdraviti z matičnimi celicami? Vzpostavljeno iz EuroStemCell.
  2. Mednarodno društvo za raziskave izvornih celic, ISSCR. (s.f.). Vrste matičnih celic. Pridobljeno 20. junija 2016, iz Bližjega pogleda na matične celice.
  3. Ministrstvo za znanost, tehnologijo in produktivne inovacije Argentinske republike. (s.f.). Pridobljeno 20. junija 2016, iz inkubacije.
  4. Nacionalni inštituti za zdravje. (5. marec 2015). Informacije o matičnih celicah. Pridobljeno iz nacionalnih zdravstvenih zavodov.
  5. Schöler, H. R. (2007). Potencial matičnih celic: popis. V N. Knoepffler, D. Schipanski in S. L. Sorgner, Humanbiotechnology as Social Challenge (str. 28). Ashgate Publishing.
  6. Na matičnih celicah (s.f.). Obdelave z matičnimi celicami. Vzpostavljeno 20. junija 2016, od sobrecellesmadre.com.
  7. Pogoji uporabe Politika zasebnosti EEO / afirmativni ukrep Delodajalec. (s.f.). Bolezni, ki jih lahko zdravimo s presaditvijo. Pridobljeno 20. junija 2016, iz Be the match.