Tipuri de celule stem, aplicații și unde sunt

celule stem sunt un tip de celule gasite in mod natural in toate vii multicelulare și se caracterizează prin proprietatea de a diferenția în orice tip de celulă și se divid pentru a produce mai multe celule stem.

Celulele stem sunt importante din inainte de nastere, deoarece, după câteva zile de la aderarea la doi gameți încep să se dividă și să se multiplice crearea de celule stem care dau nastere specializate diferite organe și țesuturi ale corpului embrionului.

Importanța celulelor stem se află în potențialul lor uimitor de a se dezvolta și a forma aproape orice tip de celulă. Această capacitate poate fi utilizată pentru a repara și a umple celulele deteriorate sau distruse.

În prezent, este investigată aplicarea clinică a celulelor stem în mai multe boli cum ar fi Parkinson, Alzheimer sau anumite congenitale. În plus, există deja produse bazate pe celule stem care au început să fie utilizate pe plan internațional în medicina ortopedică.

Celulele stem continuă să existe la persoanele adulte, deși în cantități mai mici și cu un potențial mai scăzut decât în ​​stadiul embrionar. Aceste celule stem sunt prezente în anumite structuri, cum ar fi măduva osoasă, mușchii și creierul, iar datorită lor celulele deteriorate pot fi înlocuite și organele continuă să funcționeze în mod normal.

În general, se poate spune că celulele stem au trei proprietăți principale care le diferențiază de celelalte celule:

• Ele se pot reproduce pentru perioade lungi de timp.
• Nu sunt specializați.
• Ei se pot specializa în orice tip de celulă.

Aceste proprietăți le fac potențial benefice pentru tratarea unor boli cauzate de uzura sau degenerarea unor celule, cum ar fi bolile neurodegenerative.

Aceste proprietăți uimitoare de celule stem au fost investigate pentru prima oară în urmă cu doar 35 de ani, în 1981, când un grup de cercetători a descoperit că era posibil să se extragă stem de la un embrion de șoarece celule.

Nu a fost până în 1998, când studiile efectuate cu șoareci pot fi extrapolate la om, atunci când primele celule stem embrionare umane au fost extrase și au fost cultivate in vitro pentru a studia funcționarea sa și proprietățile sale. Aceste celule stem se numesc celule stem embrionare.

În 2006 a existat o altă piatră de hotar în istoria studiului de celule stem, un grup de cercetatori au descoperit modul in care acestea ar putea reprogramata genetic, celule adulte unele pentru a da nastere la celule stem, care se pot specializa in anumite tipuri de celule. Acest tip de celule stem se numește celule stem pluripotent induse (iPS).

Deși s-au realizat în acești 35 de ani in cercetarea de celule stem, mai multe studii sunt încă necesare pentru a le cunoaște mai bine și să le utilizeze în crearea de noi terapii și studiul dezvoltării umane de reglementare.

Tipuri de celule stem

Celulele stem pot fi clasificate într-un mod general, în funcție de nivelul lor de maturare în celule stem embrionare, fetale, adulte și celule stem pluripotentă induse.

În plus, nu toate celulele stem au același potențial de diferențiere în orice tip de celulă. În funcție de tipul de celule în care puteți diferenția celulele stem, puteți fi:

• Totipotent (sau omnipotent), dacă se pot diferenția în orice tip de celulă. Aceste celule pot fi găsite doar în morula (setul de celule care are loc după unirea a doi gârneți) și, teoretic, în embrioni, deși nu au atins încă faptul că celulele stem embrionare sunt desarrolllen si de a crea toate tipurile de celule.

• pluripotente, ele reprezintă următorul pas al celulelor stem allpotent și pot fi diferențiate în aproape orice tip de celule. Culturile de celule embrionare și celulele stem induse sunt pluripotent.

• multipotente, dacă acestea pot fi diferențiate într-o mare varietate de celule, dar numai cele care aparțin unui grup de celule conexe. De exemplu, celulele multipotent ale inimii pot fi diferențiate numai în țesuturile care formează organul respectiv. Aceste celule pot fi extrase din fetuși.

• oligopotent, dacă se pot diferenția în mai multe tipuri de celule, de exemplu, pentru a forma același țesut. Celulele stem adulte sunt oligopotante.

• unipotent, dacă se pot diferenția numai într-un singur tip de celule. Aceste celule stem diferă de celulele adulte normale prin faptul că își mențin proprietatea de reproducere pentru o perioadă lungă de timp (înainte de diferențiere). Acest tip de celule stem se găsește, de exemplu, în unele mușchi.

Celulele stem embrionare

Celulele stem embrionare sunt extrase din embrioni. Cele mai multe provin din gameți care au fost fertilizați in vitro și nu de la femeile însărcinate în mod natural. Și, în teorie, ele sunt totipotent, adică pot da naștere la orice tip de celulă, deși în laborator în acest moment pot fi cultivate numai anumite tipuri de celule.

Odată ce celulele stem sunt îndepărtate, se efectuează o cultură în care celulele și materialul nutritiv (mediu de cultură) sunt introduse într-un vas de laborator. În celulele de cultură cresc și încep să se împartă crearea unui strat subțire care se extinde pe întreaga suprafață a plăcii.

Culturile de celule stem nu sunt 100% eficiente, existând momente când celulele nu cresc sau nu se divizează. Dar, atunci când cultura a fost eficientă, grupurile de celule stem sunt luate și sunt create noi populații care vor continua să se divid și să înceapă să se diferențieze. Celulele stem pot fi înghețate și stocate în orice moment al procesului.

În timpul culturii, celulele stem pot fi grupate și specializate spontan în orice tip de țesut (mușchi, nervos ...). Capacitatea de a se specializa este un semn că celulele sunt în stare bună, dar în mod ideal procesul de specializare este controlat de cercetători pentru a crea populații de celule specifice.

Pentru a controla diferențierea celulelor stem embrionare, cercetătorii modulează compoziția chimică a mediului de cultură, pătratul sau celulele prin introducerea de gene specifice.

Prin mai multe studii, s-au creat protocoale care indică ce parametri trebuie modificați și cum se fac pentru a crea culturi celulare specifice.

În prezent, transplanturile de celule stem embrionare nu se efectuează la om deoarece, în unele studii cu animale, sa observat că acestea pot duce la apariția unor forme de cancer. Chiar și așa, cercetarea continuă și sunt foarte promițătoare pentru tratamentele viitoare.

Celulele stem fetale

După cum sugerează și numele, celulele stem fetale sunt obținute din fetuși (din săptămâna a 10-a de gestație). Aceste celule se găsesc în cele mai multe țesuturi ale fătului.

Aceste celule stem sunt multipotent, adică se pot diferenția în unele tipuri de celule care sunt legate, de exemplu, în mai multe țesuturi similare pentru a forma același organ.

Celule stem adulte

În unele țesuturi adulte, cum ar fi piele, mușchi, intestin și măduva osoasă, sunt celule stem adulte, care pot prolifera și să se diferențieze în celule ale aceluiași țesut, pentru a inlocui celulele moarte sau deteriorate, astfel încât acestea sunt oligopoentes. Celulele stem adulte pot fi, de asemenea, găsite în sângele ombilical.

De exemplu, în măduva osoasă există celule stem din sânge care se maturează și se transformă în celule sanguine mature (celule roșii, celule albe sau trombocite).

Cercetarea cu astfel de celule este avansată și transplanturi de celule stem adulte din maduva osoasa sau sangele din cordonul ombilical pentru tratamentul tulburărilor sanguine, cum ar fi sindromul mielodisplazic și mieloproliferative efectuate în prezent.

Potențialul terapeutic al altor celule stem adulte, cum ar fi celulele mezenchimale, care produc celule osoase, cartilaginoase și grase pentru tratarea bolilor precum artrita, este în curs de investigare.

Celule stem pluripotente induse

Induse celulele stem pluripotente celule (iPS) sunt deja adulte specializate (de exemplu, piele), care au fost reprogramate genetic in vitro pentru a avea proprietățile celulelor stem embrionare.

Pentru a reprograma celulele adulte, acestea sunt preluate de la adulți și cultivate pe o placă în care virusul a creat in laborator cu gene specifice pentru a fi integrate cu celule și modifica este inserat informația lor genetică.

Deși celulele IPS și celulele embrionare împărtășesc multe caracteristici nu sunt total egale, aceste diferențe sunt în curs de investigare, precum și proceduri noi pentru a crea iPS.

Deși sunt necesare cercetări suplimentare, celulele iPS sunt deja utilizate pentru a testa efectul unor medicamente găsite în studiile clinice și în viitorul apropiat se așteaptă să fie utile pentru transplanturi.

Transplanturile de celule iPS nu sunt în prezent efectuate, deoarece unele studii cu animale au dat naștere unor formațiuni canceroase, probabil din cauza tehnicii utilizate pentru a reprograma celulele.

Tratamente cu celule stem

În prezent, utilizarea clinică a celulelor stem cele mai studiate și utilizate în practică este transplantul de celule stem din sânge (hematopoietic) din măduva osoasă sau cordonul ombilical. Acestea sunt utilizate pentru a trata problemele de sânge și sistemul imunitar, precum și pentru a reînnoi celulele deteriorate după tratamentul cu chimioterapie sau radioterapie.

În fiecare an, mai mult de 26.000 de persoane sunt tratate în Europa cu un transplant de celule stem hematapoietice în fiecare an. Bolile care pot fi tratate în prezent cu un transplant sunt:

• Leucemii și linforme, cum ar fi:
  • Leucemie mielogenă acută.
  • Leucemia limfoblastică acută.
  • Leucemie mielogenă cronică.
  • Leucemie limfoblastică cronică.
  • Leucemia mielomonocitară juvenilă.
  • Hodgkin limfom.
  • Limfom non-Hodgkin.
• Boli legate de măduva osoasă, cum ar fi:
  • Anemie aplastică severă.
  • Anemie Fanconi.
  • Hemoglobinurie nocturnă paroxistică.
  • Aplazia celulelor roșii din sânge.
  • Trombocitopenie congenitală / amegacariocitoză.
  • Sindromul mieloproliferativ și mielodisplazic.
  • Mielom multiplu
• Boli ale sistemului imunitar ereditar, cum ar fi:
  • Severă imunodeficiență combinată.
  • Sindromul Wiskott-Aldrich.
• Hemoglobinopatii (boli ale celulelor rosii din sange), cum ar fi:
  • Beta talasemie majoră.
  • Boala celulelor bolnave.
• Efectele metabolice ereditare, cum ar fi:
  • Boala Krabbe
  • Sindromul Hurler.
  • Adrenoleukodystrophy.
  • Leucodistrofie metachromatică.
• Alte afecțiuni și cancere

O altă aplicație a transplanturilor de celule stem sunt grefe de piele. Această aplicație este probabil cea mai veche, deoarece a fost utilizată înainte de a înțelege cu adevărat cum funcționează celulele stem.

Grafturile de piele se efectuează de obicei numai în cazuri extreme în care persoana a afectat suprafețe mari ale pielii, de exemplu, prin arsuri grave.

Prima grefa de piele a fost realizată în 1970 și a fost de la perfecționarea tehnicii, deși rămân încă multe de făcut, deoarece, în prezent, pielea altoit nu este în măsură să dezvolte păr sau glandele sudoripare fulículos.

Ultima aplicație a celulelor stem care a fost aprobată în Europa a fost Holoclar, un tratament pentru a repara daunele pe care corneea le-ar fi suferit, indiferent dacă acestea sunt răni sau arsuri.

Procedura implică îndepărtarea unei mici porțiuni de celule limbal în stare bună, responsabil de repararea corneei, și cultivate în laborator până când acestea formează un strat cornos subțire, care pot fi transplantate la ochiul pacientului.

Alte aplicații posibile ale celulelor stem sunt investigate în studiile clinice. Principalele aplicații care sunt în cercetare sunt regenerarea țesuturilor și a organelor, tratamentul bolilor cardiovasculare și tratamentul bolilor cerebrale.

Utilizarea celulelor stem pentru regenerarea țesuturilor și a organelor este probabil cea mai studiată aplicație. Dacă organele sau țesuturile sunt create din celule stem, ele pot fi transplantate persoanelor care au nevoie de ele, de fapt primul rinichi cu celule stem a fost deja creat și rezultatele sunt promițătoare.

Rezultatele obținute în cercetarea privind utilizarea celulelor stem în tratamentul bolilor cardiovasculare sunt, de asemenea, foarte încurajatoare.

În 2013, un grup de cercetători din Massachusetts General Hospital (Statele Unite) a creat vase de sânge în părți ale celulelor stem umane care au fost implantate la șoareci și au funcționat corect. În prezent, cercetarea este în curs de desfășurare și încearcă să o aplice fără risc pentru oameni.

Utilizarea celulelor stem pentru tratamentul bolilor cerebrale, cum ar fi Parkinson sau Alzheimer, este studiată folosind celule stem embrionare datorită potențialului lor de diferențiere. Rezultatele par promițătoare, deși studiile se află încă într-o fază foarte timpurie.

Studiul celulelor stem nu se face doar pentru tratarea bolilor, ele sunt, de asemenea, studiate pentru a cunoaște dezvoltarea normală a celulelor sănătoase și pentru a înțelege mai bine unele procese precum diviziunea celulară și diferențierea.

referințe

1. De la Luca, M. (1 septembrie 2015). Ce boli și condiții pot fi tratate cu celule stem? Adus de la EuroStemCell.
2. Societatea Internațională pentru Cercetarea celulelor stem, ISSCR. (N.d.). Tipuri de celule stem. Descoperit la 20 iunie 2016, de la o privire mai atentă asupra celulelor stem.
3. Ministerul Științei, Tehnologiei și Inovării Productive din Republica Argentina. (N.d.). Adus pe 20 iunie 2016, de la incucai.
4. Institutele Naționale de Sănătate. (5 martie 2015). Informațiile despre celulele stem. Recuperat de la National Institutes of Health.
5. Schöler, H. R. (2007). Potențialul celulelor stem: un inventar. În N. Knoepffler, D. Schipanski și S. L. Sorgner, Humanbiotechnology as Social Challenge (pagina 28). Ashgate Publishing.
6. Despre celulele stem (N.d.). Tratamente cu celule stem. Adus pe 20 iunie 2016 de la sobrecellanosmadre.com.
7. Termeni de utilizare Politica de confidențialitate EEO / Afirmative Action Employer. (N.d.). Boli care pot fi tratate prin transplanturi. Adus pe 20 iunie 2016, din Fii meci.