Cilmes šūnu veidi, lietojumi un kur tie ir

The cilmes šūnas Tās ir šūnu veids, kas dabiski atrodams visās daudzšūnu dzīvās būtnēs, un to raksturo īpašību atšķirība jebkurā šūnu tipā un dalīšana, lai iegūtu vairāk cilmes šūnu..

Cilmes šūnas ir svarīgas no pirms dzimšanas, jo dažu dienu laikā pēc pievienošanās abām gametēm sāk sadalīties un vairoties, veidojot specializētas cilmes šūnas, kas radīs dažādus embrija ķermeņa orgānus un audus..

Cilmes šūnu nozīme ir to pārsteidzošajā potenciālā attīstīt un veidot gandrīz jebkāda veida šūnas. Šo spēju var izmantot bojātu vai iznīcinātu šūnu labošanai un papildināšanai. 

Pašlaik tiek pētīta cilmes šūnu klīniska pielietošana vairākās slimībās, piemēram, Parkinsona slimībā, Alcheimera slimībā vai dažos iedzimtos apstākļos. Turklāt jau ir produkti, kuru pamatā ir cilmes šūnas, kuras ir sākušas lietot starptautiskā mērogā ortopēdiskajā medicīnā.

Cilmes šūnas joprojām pastāv pieaugušiem indivīdiem, lai gan mazākos daudzumos un ar mazāku potenciālu nekā embrija stadijā. Šīs cilmes šūnas atrodas dažās struktūrās, piemēram, kaulu smadzenēs, muskuļos un smadzenēs, un, pateicoties tām, bojātās šūnas var aizstāt un orgāni var turpināt normālu darbību..

Kopumā var teikt, ka cilmes šūnām ir trīs galvenās īpašības, kas tos atšķir no pārējām šūnām:

• Tās var reproducēt ilgāku laiku.
• Viņi nav specializēti.
• Viņi var specializēties jebkura veida šūnās.

Šīs īpašības padara tās potenciāli noderīgas dažu slimību, ko izraisa dažu šūnu, piemēram, neirodeģeneratīvu slimību, nodiluma vai deģenerācijas ārstēšanā.

Šīs neticamas cilmes šūnu īpašības pirmo reizi tika pētītas tikai pirms 35 gadiem, 1981. gadā, kad pētnieku grupa atklāja, ka ir iespējams iegūt cilmes šūnas no peles embrija..

Tikai 1998. gadā, kad pētījumi ar pelēm varēja ekstrapolēt uz cilvēkiem, kad pirmās cilvēka embrija cilmes šūnas tika ekstrahētas un kultivētas in vitro, lai izpētītu to darbību un īpašības. Šīs cilmes šūnas sauc par embriju cilmes šūnām.

2006. gadā cēlonis cilmes šūnu izpētes vēsturē notika vēl viens pavērsiens, un pētnieku grupa atklāja, kā dažas pieaugušo šūnas varētu ģenētiski pārprogrammēt, lai radītu cilmes šūnas, kas var specializēties dažos šūnu veidos. Šāda veida cilmes šūnas sauc par inducētu pluripotentu cilmes šūnu (iPS)..

Lai gan šajos 35 gados ir panākts ievērojams progress cilmes šūnu pētījumos, vēl ir vajadzīgi vairāki pētījumi, lai tos labāk iepazītu un spētu tos izmantot jaunu terapiju veidošanā un cilvēka normatīvās attīstības pētījumā..

Cilmes šūnu veidi

Cilmes šūnas var iedalīt vispārīgā veidā atbilstoši to nogatavināšanas līmenim embriju, augļa, pieaugušo cilmes šūnās un inducētām pluripotentām cilmes šūnām..

Turklāt ne visām cilmes šūnām ir vienāds potenciāls diferencēt jebkuru šūnu tipu. Atkarībā no šūnu veida, kurā var atšķirt cilmes šūnas, var būt:

• Totipotents (vai visvarens), ja viņi var atšķirt sevi jebkura veida šūnā. Šīs šūnas var atrast tikai morulā (šūnu kopumā, kas notiek pēc abu gametu savienojuma) un, teorētiski, embrijos, lai gan vēl nav bijis iespējams attīstīt un veidot visu veidu embriju cilmes šūnas. šūnām.

• Pluripotents, tie ir nākamais totipotenta cilmes šūnu solis un var diferencēt gandrīz jebkuru šūnu tipu. Embrionālās šūnu kultūras un inducētās cilmes šūnas ir pluripotenti.

• Multipotents, ja tās var diferencēt dažādās šūnās, bet tikai tās, kas pieder pie saistītu šūnu grupas. Piemēram, sirds multipotentās šūnas var diferencēt tikai audos, kas veido minēto orgānu. Šīs šūnas var iegūt no augļiem.

• Oligopotents, ja viņi var diferencēt vairākus šūnu veidus, piemēram, veidojot to pašu audu. Pieaugušo cilmes šūnas ir oligopotenti.

• Unipotents, ja tās var diferencēt tikai viena veida šūnās. Šīs cilmes šūnas atšķiras no normālām pieaugušo šūnām, jo ​​tās ilgstoši saglabā reproduktīvo īpašumu (pirms diferenciācijas). Šāda veida cilmes šūnas var atrast, piemēram, dažos muskuļos.

Embrionālās cilmes šūnas

Embrionālās cilmes šūnas tiek iegūtas no embrijiem. Lielākā daļa nāk no gametēm, kuras ir apaugļotas in vitro, nevis no grūtniecēm. Teorētiski tie ir totipotenti, ti, tie var izraisīt jebkura veida šūnas, lai gan laboratorijā šobrīd var audzēt tikai dažus šūnu veidus..

Kad cilmes šūnas tiek izņemtas, tiek veikta kultūra, kurā šūnas un barības materiāls (barotne) tiek ievadīti laboratorijas traukā. Kultūrā šūnas aug un sāk sadalīties, veidojot plānu slāni, kas stiepjas virs visas plāksnes virsmas.

Cilmes šūnu kultūras nav 100% efektīvas, ir reizes, kad šūnas neaug vai nesadalās. Bet, kad kultūra ir bijusi efektīva, tiek ņemtas cilmes šūnu grupas un izveidotas jaunas populācijas, kas turpinās sadalīties un sākt diferencēt. Cilmes šūnas var sasaldēt un uzglabāt jebkurā procesa laikā.

Kultūras laikā cilmes šūnas var grupēt un spontāni specializēties jebkura veida audos (muskuļos, nervos ...). Spēja specializēties ir zīme, ka šūnas tiek saglabātas labā stāvoklī, bet ideālā gadījumā specializācijas procesu kontrolē pētnieki, lai izveidotu specifiskas šūnu populācijas..

Lai kontrolētu embriju cilmes šūnu diferenciāciju, pētnieki modulē kultūras barotnes, kvadrāta vai pašu šūnu ķīmisko sastāvu, ievietojot specifiskus gēnus.

Izmantojot vairākus pētījumus, ir izveidoti protokoli, kas norāda, kuri parametri ir jāmaina un kā to izdarīt, lai radītu specifiskas šūnu kultūras..

Šobrīd embriju cilmes šūnu transplantācija netiek veikta cilvēkiem, jo ​​dažos pētījumos ar dzīvniekiem ir novērots, ka tie var izraisīt vēža attīstību. Neskatoties uz to, pētījumi turpinās, un tie ir ļoti daudzsološi nākotnes ārstēšanai.

Augļa cilmes šūnas

Kā norāda tā nosaukums, augļa cilmes šūnas iegūst no augļiem (no 10. grūtniecības nedēļas). Šīs šūnas var atrast vairumā augļa audu.

Šīs cilmes šūnas ir daudzpotentiālas, tas ir, tās var diferencēt dažu veidu šūnās, kas ir saistītas, piemēram, vairākos līdzīgos audos, veidojot to pašu orgānu..

Pieaugušo cilmes šūnas

Dažos pieaugušos audos, piemēram, ādā, muskuļos, zarnās un kaulu smadzenēs, ir pieaugušas cilmes šūnas, kas var vairoties un diferencēt šūnās vienā un tajā pašā audos, lai aizstātu mirušās vai bojātās šūnas, tāpēc tās ir oligopetentas. Pieaugušo cilmes šūnas var atrast arī nabassaites asinīs.

Piemēram, kaulu smadzenēs ir asins cilmes šūnas, kas nobriedušas un pārvēršas nobriedušās asins šūnās (sarkanās asins šūnas, baltās asins šūnas vai trombocīti)..

Pētījumi ar šāda veida šūnām ir ļoti progresīvi, un pašlaik tiek veiktas pieaugušo cilmes šūnu transplantācijas no kaulu smadzenēm vai nabassaites asinīm, lai ārstētu asins slimības, piemēram, mielodisplastiskus un mieloproliferatīvus sindromus..

Pašlaik tiek pētīta citu pieaugušo cilmes šūnu, piemēram, mezenhīma šūnu, kas ražo kaulu, skrimšļu un tauku šūnas, ārstēšanai, piemēram, artrīta ārstēšanai, terapeitiskais potenciāls..

Inducētās pluripotentas cilmes šūnas

Inducētās pluripotentās cilmes šūnas (iPS) jau ir specializētas pieaugušo šūnas (piemēram, no ādas), kas ģenētiski pārplānotas in vitro, lai iegūtu embriju cilmes šūnu īpašības..

Lai pārplānotu pieaugušo šūnas, tās iegūst no pieaugušajiem un audzē plāksnē, kur laboratorijā radītie vīrusi tiek ievietoti ar specifiskiem gēniem tā, lai tie integrētos šūnās un modificētu to ģenētisko informāciju..

Lai gan iPS šūnām un embriju šūnām ir daudzas īpašības, tās nav pilnīgi vienādas, šīs atšķirības pašlaik tiek pētītas, kā arī jaunas procedūras, lai izveidotu iPS.

Lai gan ir nepieciešami vairāki pētījumi, iPS šūnas jau tiek izmantotas, lai pārbaudītu dažu tādu zāļu iedarbību, kas atrodas klīniskajos pētījumos, un tuvākajā nākotnē ir paredzams, ka tās būs noderīgas transplantāciju veikšanai..

IPS šūnu transplantācijas šobrīd netiek veiktas, jo daži pētījumi ar dzīvniekiem ir izraisījuši vēža veidojumus, iespējams, pateicoties šūnu pārprogrammēšanas metodei..

Apstrāde ar cilmes šūnām

Pašlaik visvairāk pētīto un praksē izmantoto cilmes šūnu klīniskā izmantošana ir asins cilmes šūnu (hematopoētisko) transplantācija no kaulu smadzenēm vai nabassaites. Tos lieto, lai ārstētu asins un imūnsistēmas problēmas, kā arī atjaunotu bojātās šūnas pēc ārstēšanas ar ķīmijterapiju vai staru terapiju..

Katru gadu Eiropā katru gadu tiek ārstēti vairāk nekā 26 000 cilvēku ar hemetapoētisko cilmes šūnu transplantāciju. Slimības, ko pašlaik var ārstēt ar transplantāciju, ir:

• Leukēmijas un linformas, piemēram:
  • Akūta mieloīda leikēmija.
  • Akūta limfoblastiska leikēmija.
  • Hroniska mieloīda leikēmija.
  • Hroniska limfoblastiska leikēmija.
  • Juvenilā mielomonocītu leikēmija.
  • Hodžkina limfoma.
  • Ne Hodžkina limfoma.
• Slimības, kas saistītas ar kaulu smadzenēm, piemēram:
  • Smaga aplastiska anēmija.
  • Fanconi anēmija.
  • Paroksismāla nakts hemoglobinūrija.
  • Tīru sarkano asins šūnu aplāzija.
  • Iedzimta trombocitopēnija / amegacariocitoze.
  • Mieloproliferatīvs un mielodisplastisks sindroms.
  • Multiplā mieloma.
• Iedzimtas imūnsistēmas slimības, piemēram:
  • Smags kombinēts imūndeficīts.
  • Viskota-Aldricha sindroms.
• Hemoglobinopātijas (sarkano asins šūnu slimības), piemēram:
  • Beta talasēmija.
  • Sirpjveida šūnu slimība.
• Iedzimtas vielmaiņas slimības, piemēram:
  • Krabbe slimība.
  • Hurlera sindroms.
  • Adrenoleukodistrofija.
  • Metakromatiska leikotstrofija.
• Citi apstākļi un vēzis.

Vēl viens cilmes šūnu transplantācijas pielietojums ir ādas transplantāti. Šis pieteikums, iespējams, ir vecākais, jo tas tika izmantots, pirms tiešām sapratāt, kā cilmes šūnas strādāja.

Ādas transplantācijas parasti tiek veiktas tikai ārkārtējos gadījumos, kad persona ir bojājusi lielas ādas vietas, piemēram, smagu apdegumu.

Pirmais ādas transplantāts tika veikts 1970. gadā, un kopš tā laika tehnika ir pilnveidojusies, lai gan vēl ir tālu, jo šobrīd potētā āda nespēj veidot matus fulículos vai sviedru dziedzeri..

Pēdējā Eiropā apstiprinātā cilmes šūnu lietošana ir bijusi Holoclar, ārstēšana, lai novērstu bojājumus, kas var būt radušies radzenes vai brūču vai apdegumu dēļ..

Procedūru veido neliela daļa limbālu šūnu labā stāvoklī, kas ir atbildīga par radzenes labošanu, un audzē tos laboratorijā, līdz tie veido plānu slāņa slāni, ko var pārstādīt pacienta acī..

Klīniskajos pētījumos tiek pētītas arī citas cilmes šūnu pielietošanas iespējas. Galvenie pētniecībā izmantojamie lietojumi ir audu un orgānu reģenerācija, sirds un asinsvadu slimību ārstēšana un smadzeņu slimību ārstēšana..

Cilmes šūnu izmantošana audu un orgānu reģenerācijai, iespējams, ir visvairāk pētīta. Ja orgāni vai audi tiek radīti no cilmes šūnām, tos var pārstādīt cilvēkiem, kuriem tie vajadzīgi, patiesībā pirmais nieres ar cilmes šūnām jau ir izveidots un rezultāti ir daudzsološi.

Pētījumu rezultāti par cilmes šūnu izmantošanu sirds un asinsvadu slimību ārstēšanā arī ir ļoti iepriecinoši.

2013. gadā Massachusetts General Hospital (Amerikas Savienotās Valstis) pētnieku grupa izveidoja asinsvadus uz cilvēku cilmes šūnu daļām, kas tika implantētas pelēm un darbojas pareizi. Pašlaik pētījumi turpinās, un viņi cenšas to piemērot bez riska cilvēkiem.

Cilmes šūnu izmantošana smadzeņu slimību, piemēram, Parkinsona slimības vai Alcheimera slimības ārstēšanai tiek pētīta, izmantojot embriju cilmes šūnas, jo tās var diferencēt. Rezultāti šķiet daudzsološi, lai gan pētījumi joprojām ir ļoti agrīnā stadijā.

Cilmes šūnu izpēte tiek veikta ne tikai slimību ārstēšanai, bet arī pētīta, lai uzzinātu normālu veselīgu šūnu attīstību un labāk izprastu tādus procesus kā sadalīšanās un šūnu diferenciācija..

Atsauces

1. No Lucas, M. (2015. gada 1. septembris). Kādas slimības un slimības var ārstēt ar cilmes šūnām? Izgūti no EuroStemCell.
2. Starptautiskā cilmes šūnu izpētes biedrība, ISSCR. (s.f.). Cilmes šūnu veidi. Izgūti 2016. gada 20. jūnijā, no ciešākas skatīšanās uz cilmes šūnām.
3. Argentīnas Republikas Zinātnes, tehnoloģiju un produktīvās inovācijas ministrija. (s.f.). Saturs iegūts 2016. gada 20. jūnijā no incucai.
4. Nacionālie veselības institūti. (2015. gada 5. marts). Cilmes šūnu informācija. Izgūti no Nacionālajiem veselības institūtiem.
5. Schöler, H. R. (2007). Cilmes šūnu potenciāls: inventārs. N. Knoepffler, D. Schipanski, & S. L. Sorgner, Humanbiotechnology as Social Challenge (28. lpp.). Ashgate Publishing.
6. Uz cilmes šūnām (s.f.). Apstrāde ar cilmes šūnām. Saturs saņemts 2016. gada 20. jūnijā no sobrecellesmadre.com.
7. Lietošanas noteikumi Konfidencialitātes politika EEO / Affirmative Action Employer. (s.f.). Slimības, kas ārstējamas ar transplantātiem. Saturs saņemts 2016. gada 20. jūnijā no Be the match.