STAMCELLER: TYPER, APPLIKASJONER OG HVOR DE FINNES - NEVROPSYKOLOGI

Stilk celler er en type celle som finnes naturlig i alle flercellede levende ting. De er preget av egenskapen å differensiere seg i alle typer celler og dele seg for å produsere flere stamceller.

Denne typen celler er veldig viktig fra før fødselen, siden noen dager etter at de ble sammen med de to gametene begynner å dele seg og multiplisere skape stamceller som vil spesialisere seg og gi opphav til de forskjellige organene og vevene i embryoens kropp.

Illustrasjon av stamceller

Betydningen av stamceller ligger i deres fantastiske potensiale til å utvikle og danne nesten alle typer celler. Denne evnen kan brukes til å reparere og fylle på ødelagte eller ødelagte celler.

For øyeblikket blir den kliniske anvendelsen av stamceller undersøkt ved flere sykdommer som Parkinson, Alzheimers eller noen medfødte tilstander. Videre er det allerede stamcellebaserte produkter som har begynt å bli brukt internasjonalt innen ortopedisk medisin.

Er det stamceller hos voksne eller bare hos barn?

Stamceller eksisterer fremdeles hos voksne individer, selv om de er i mindre mengde og med mindre potensiale enn i det embryonale stadiet.

Disse stamcellene er til stede i visse strukturer som benmargen, musklene og hjernen; Takket være dem kan skadede celler erstattes og organer kan fortsette å fungere normalt.

Hvilke forskjeller har de med andre typer celler?

Generelt kan det sies at stamceller har tre hovedegenskaper som skiller dem fra andre celler:

De kan reprodusere i lange perioder.
De er ikke spesialiserte.
De kan spesialisere seg i alle typer celler.

Disse egenskapene gjør dem potensielt gunstige for å behandle noen sykdommer forårsaket av slitasje eller degenerasjon av noen celler, så som nevrodegenrative sykdommer.

Disse utrolige egenskapene til stamceller ble først undersøkt for bare 35 år siden, i 1981, da en gruppe forskere oppdaget at det var mulig å trekke ut stamceller fra et musembryo.

Det var først i 1998 da studiene som ble utført med mus, kunne ekstrapoleres til mennesker, da de første stamcellene ble ekstrahert fra menneskelige embryoer og dyrket in vitro for å studere deres funksjon og egenskaper. Disse stamcellene kalles embryonale stamceller.

I 2006 skjedde en annen milepæl i historien til studien av stamceller, en gruppe forskere oppdaget hvordan noen voksne celler kunne genetisk omprogrammeres for å gi opphav til stamceller som kan spesialisere seg i noen typer celler. Denne typen stamceller kalles en indusert pluripotent stamcelle (iPS).

Selv om det er gjort store fremskritt innen stamcelleforskning i løpet av disse 35 årene, er det fortsatt behov for flere studier for å bedre forstå dem og for å kunne bruke dem i etableringen av nye terapier og i studiet av menneskelig normativ utvikling.

Typer stamceller

Stamceller kan bredt kategoriseres i henhold til deres modningsnivå til induserte embryonale, foster, voksne stamceller og induserte pluripotente stamceller.

I tillegg har ikke alle stamceller det samme potensialet til å differensiere seg til alle typer celler. Avhengig av hvilken type celler stamceller kan differensieres i, kan de være:

Totipotent (eller allmektig)

Morula, totipotent celle. Kilde: Pidalka44 De kan differensiere til alle typer celler. Disse cellene kan bare finnes i morulaen (settet med celler som oppstår etter forening av de to gametene) og teoretisk sett i embryoer, selv om embryonale stamceller ennå ikke har vært i stand til å utvikle og skape alle typer av celler.

pluripotent

Koloni av menneskelige embryonale stamceller. Kilde: Public domain

De er det neste trinnet for totipotente stamceller og kan differensiere til nesten alle typer celler. Embryonale cellekulturer og induserte stamceller er pluripotente.

multi

Konfokal mikrografikk av GFP-positive nevrale forløperceller (grønn) i rottens luktpære. Kilde: Oleg Tsupykov De kan differensiere til et bredt utvalg av celler, men bare de som tilhører en gruppe relaterte celler. For eksempel kan multipotente celler i hjertet bare differensiere til vev som utgjør hjertet. Disse cellene kan samles fra fostre.

Oligopotent

Umodne myeloide (oligopotente) dendritiske celler Kilde: Josef Neumüller, Sylvia Emanuela Neumüller-Guber, Johannes Huber, Adolf Ellinger og Thomas Wagner De kan differensiere i flere typer celler, for eksempel for å danne samme vev. Voksne stamceller er oligopotente.

Unipotent

Hematocytter type fosterhepatolaster (unipotente stamceller). Kilde: Institutt for histologi, Jagiellonian University Medical College De kan bare differensiere til en type celle. Disse stamcellene skiller seg fra normale voksne celler ved at de opprettholder deres reproduktive egenskap i lang tid (før de differensierer). Denne typen stamceller finnes for eksempel i noen muskler.

Embryonal stamcelle

Embryonale stamceller av en mus. Kilde: National Science Foundation

Embryonale stamceller trekkes ut fra embryoer. De fleste kommer fra gameter som er blitt befruktet in vitro og ikke fra naturlig gravide. I teorien er de totipotente, det vil si at de kan gi opphav til alle typer celler, selv om det foreløpig bare kan dyrkes noen typer celler i laboratoriet.

Når stamcellene er trukket ut, utføres en kultur der cellene og ernæringsmaterialet (kulturmedium) føres inn i en laboratoriefat. I kultur vokser cellene og begynner å dele seg og skaper et tynt lag som strekker seg over hele overflaten av platen.

Fosterstamceller

Fosterstamcelle. Kilde: Teixeira, J., Rueda, BR og Pru, JK, Uterine Stem celler (30. september 2008), StemBook, red. Stem Cell Research Community, StemBook, doi / 10.3824 / stembook.1.16.1, http://www.stembook.org.

Fosterstamceller oppnås fra fostre (fra den 10. svangerskapsuke). Disse cellene finnes i de fleste vev av fosteret.

Disse stamcellene er multipotente, det vil si at de kan differensiere til noen typer celler som er relatert, for eksempel i flere lignende vev for å danne samme organ.

Voksne stamceller

Mikrograf av en voksen stamcelle som viser typiske ultrastrukturelle trekk. Kilde: Robert M. Hunt, Creative Commons-henvisning

I noen voksne vev, som hud, muskler, tarm og benmarg, er det voksne stamceller som kan spre seg og differensiere til celler i det samme vevet for å erstatte døde eller skadede celler, så de er oligopoenter. Voksne stamceller kan også finnes i navlestrengsblod.

I benmargen er det for eksempel blodstamceller som modnes til modne blodceller (røde blodlegemer, hvite blodlegemer eller blodplater).

Forskning med disse cellene er langt fremme, og det utføres for øyeblikket transplanteringer av voksne stamceller fra benmarg eller navlestrengsblod for å behandle blodsykdommer som myelodysplastiske og myeloproliferative syndromer.

Det terapeutiske potensialet til andre voksne stamceller som mesenchymale celler, som produserer celler fra bein, brusk og fett, blir for tiden undersøkt for å behandle sykdommer som leddgikt.

Induserte pluripotente stamceller

Induserte pluripotente stamceller. Kilde: Gepstein Laboratory

Induserte pluripotente stamceller (iPS) er allerede spesialiserte voksne celler (f.eks. Fra huden) som er genetisk omprogrammert in vitro for å ha egenskapene til embryonale stamceller.

For å omprogrammere voksne celler blir de hentet fra voksne og dyrket på en tallerken, der virus som er opprettet i laboratoriet med spesifikke gener settes inn for å integrere seg i cellene og endre deres genetiske informasjon.

Selv om iPS-celler og embryonale celler har mange egenskaper, er de ikke helt de samme, disse forskjellene blir for tiden undersøkt, i tillegg til nye prosedyrer for å lage iPS.

Selv om mer forskning er nødvendig, brukes iPS-celler allerede for å teste effekten av noen medisiner som er i kliniske studier og forventes å være nyttige for transplantasjon i løpet av en nær fremtid.

IPS-celletransplantasjoner utføres for øyeblikket ikke fordi noen dyreforsøk har resultert i kreftformasjoner, muligens på grunn av teknikken som brukes til å omprogrammere cellene.

Stamcellekulturer

Blastocyst, internt har stamceller. Kilde: Gnzlndrs

Stamcellekulturer er ikke 100% effektive, det er tider når celler ikke vokser eller deler seg. Men når kulturen har vært effektiv, tas grupper av stamceller og nye populasjoner opprettes som vil fortsette å dele seg og begynne å differensiere. Stamceller kan fryses og lagres når som helst i prosessen.

Under dyrking kan stamceller spontant gruppere seg og spesialisere seg i alle typer vev (muskuløs, nervøs …). At de er i stand til å spesialisere seg, er et tegn på at cellene er i god stand, men ideelt sett blir prosessen med spesialisering kontrollert av forskere for å skape spesifikke cellepopulasjoner.

For å kontrollere differensieringen av embryonale stamceller, modulerer forskere den kjemiske sammensetningen av kulturmediet, torget eller cellene i seg selv ved å sette spesifikke gener i det.

Gjennom flere studier er det laget protokoller som indikerer hvilke parametere som må modifiseres og hvordan man kan gjøre det for å lage spesifikke cellekulturer.

For øyeblikket utføres ikke embryonale stamcelletransplantasjoner hos mennesker, fordi det i noen studier med dyr er blitt observert at de kan føre til utvikling av kreftformer. Fortsatt forskning pågår, og de har store løfter om fremtidige behandlinger.

Behandling av stamceller

For øyeblikket er den mest studerte og praktiserte kliniske bruken av stamceller transplantasjon av blodstamceller (hematopoietic) fra benmargen eller navlestrengen. De brukes til å behandle problemer med blod og immunsystem, samt for å fornye skadede celler etter cellegift eller strålebehandling.

Hvert år blir mer enn 26 000 mennesker behandlet i Europa med en hemetapoietisk stamcelletransplantasjon hvert år. Sykdommene som i dag kan behandles med en transplantasjon er:

Leukemier og lymfomer

Akutt myelogen leukemi.
Akutt lymfoblastisk leukemi.
Kronisk myelogen leukemi.
Kronisk lymfoblastisk leukemi.
Juvenil myelomonocytisk leukemi.
Hodgkin-lymfom.
Non-Hodgkins lymfom.

Sykdommer relatert til benmargen

Alvorlig aplastisk anemi.
Fanconi anemi.
Paroksysmal nattlig hemoglobinuri.
Ren aplasi av røde blodlegemer.
Medfødt trombocytopeni / amegakaryocytosis.
Myeloproliferativt og myelodysplastisk syndrom.
Multippelt myelom.

Arvelige immunsystemets sykdommer

Alvorlig kombinert immunsvikt.
Wiskott-Aldrich syndrom.

Hemoglobinopatier (sykdommer i de røde blodlegemene)

Betatalassemi major.
Sigdcelle sykdom

Arvelige metabolske sykdommer

Krabbe sykdom.
Hurler syndrom.
Adrenoleukodystrophy.
Metakromatisk leukodystrofi.

Andre apper

En annen anvendelse av stamcelletransplantasjoner er hudtransplantasjoner. Denne applikasjonen er kanskje den eldste siden den har blitt brukt siden før virkelig forstå hvordan stamceller fungerte.

Hudtransplantasjoner utføres vanligvis bare i ekstreme tilfeller der personen har store områder av huden skadet, for eksempel fra en alvorlig forbrenning.

Det første hudtransplantatet ble utført i 1970 og siden har teknikken blitt foredlet, selv om det fremdeles er en lang vei å gå, siden den podede huden foreløpig ikke er i stand til å utvikle hårsekk eller svettekjertler.

Holoclar

Den siste bruken av stamceller som er godkjent i Europa har vært Holoclar, en behandling for å reparere skadene som hornhinnen kan ha blitt påført, enten det er sår eller brannskader.

Prosedyren består i å trekke ut en liten del av limbalceller i god stand, ansvarlig for å reparere hornhinnen, og dyrke dem på laboratoriet til de danner et tynt hornhinnelag som kan transplanteres i pasientens øye.

Vevsregenerering

Andre mulige anvendelser av stamceller blir undersøkt i kliniske studier. De viktigste bruksområdene som er funnet i forskning er regenerering av vev og organer, behandling av skader, behandling av hjerte- og karsykdommer og behandling av hjernesykdommer.

Bruk av stamceller for regenerering av vev og organer er kanskje den mest studerte bruken. Hvis det dannes organer eller vev fra stamceller, kan de bli transplantert til personer som trenger dem, faktisk har den første nyren med stamceller allerede blitt opprettet, og resultatene er lovende.

Hjerte- og karsykdommer

Resultatene fra forskning om bruk av stamceller i behandling av hjerte- og karsykdommer er også veldig oppmuntrende.

I 2013 opprettet en gruppe forskere fra Massachusetts General Hospital (USA) blodkar fra deler av menneskelige stamceller som ble implantert i mus og fungerte ordentlig. For tiden pågår forskningen, og de prøver å bruke den trygt på mennesker.

Hjernesykdommer

Bruk av stamceller til behandling av hjernesykdommer som Parkinson eller Alzheimers blir studert ved å bruke embryonale stamceller for deres differensieringspotensial. Resultatene ser lovende ut, selv om studiene fortsatt er i et veldig tidlig stadium.

Studien av stamceller gjøres ikke bare for å behandle sykdommer, de studeres også for å forstå normal utvikling av sunne celler og for å bedre forstå noen prosesser som celledeling og differensiering.

referanser

De Luca, M. (1. september 2015). Hvilke sykdommer og tilstander kan behandles med stamceller? Mottatt fra EuroStemCell.
International Society for Stem Cell Research, ISSCR. (SF). Typer stamceller. Hentet 20. juni 2016, fra A Closer Look At Stem Cells.
Departement for vitenskap, teknologi og produktiv innovasjon i den argentinske republikken. (SF). Hentet 20. juni 2016, fra incucai.
Nasjonale institutter for helse. (5. mars 2015). Informasjon om stamceller. Innhentet fra National Institutes of Health.
Schöler, HR (2007). Potensialet til stamceller: et inventar. I N. Knoepffler, D. Schipanski, & SL Sorgner, Humanbiotechnology as Social Challenge (s. 28). Ashgate Publishing.
Om stamcellene. (SF). Behandling av stamceller. Hentet 20. juni 2016 fra sobrecélulasmadre.com.
Vilkår for bruk Personvern EEO / Arbeidsgiver. (SF). Sykdommer som kan behandles av transplantasjoner. Hentet 20. juni 2016, fra Be the match.

STAMCELLER: TYPER, APPLIKASJONER OG HVOR DE FINNES - NEVROPSYKOLOGI - 2026