Έρευνα για βλαστοκύτταρα: Χρήσεις, τύποι και παραδείγματα

Σχετικά με τα βλαστοκύτταρα

Τα βλαστοκύτταρα είναι αδιαφοροποίητα ή "κενά" κύτταρα. Αυτό σημαίνει ότι είναι ικανά να αναπτυχθούν σε κύτταρα που εξυπηρετούν πολυάριθμες λειτουργίες σε διάφορα μέρη του σώματος. Τα περισσότερα κύτταρα στο σώμα είναι διαφοροποιημένα κύτταρα. Αυτά τα κύτταρα μπορούν να εξυπηρετήσουν μόνο έναν συγκεκριμένο σκοπό σε ένα συγκεκριμένο όργανο. Για παράδειγμα, τα ερυθρά αιμοσφαίρια έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να μεταφέρουν οξυγόνο μέσω του αίματος.

Όλοι οι άνθρωποι αρχίζουν ως μόνο ένα κύτταρο. Αυτό το κύτταρο ονομάζεται ζυγώτης ή γονιμοποιημένο αυγό. Ο ζυγώτης χωρίζεται σε δύο κελιά, έπειτα σε τέσσερα κελιά και ούτω καθεξής. Τελικά, τα κύτταρα αρχίζουν να διαφοροποιούνται, παίρνοντας μια συγκεκριμένη λειτουργία σε ένα μέρος του σώματος. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαφοροποίηση.

Τα βλαστοκύτταρα είναι κύτταρα που δεν έχουν ακόμη διαφοροποιηθεί. Έχουν τη δυνατότητα να διαιρούν και να κάνουν απεριόριστο αριθμό αντιγράφων τους. Άλλα κύτταρα του σώματος μπορούν να αναπαράγουν μόνο ένα περιορισμένο αριθμό φορές πριν αρχίσουν να υπολείπονται. Όταν ένα βλαστικό κύτταρο χωρίζεται, μπορεί είτε να παραμείνει ένα βλαστοκύτταρο είτε να μετατραπεί σε διαφοροποιημένο κύτταρο, όπως ένα κύτταρο μυός ή ένα ερυθρό αιμοσφαίριο.

Σύμφωνα με την κλινική Mayo, τα βλαστικά κύτταρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για:

->

μεγαλώνουν νέα κύτταρα σε ένα εργαστήριο για να αντικαταστήσουν τα κατεστραμμένα όργανα ή τους ιστούς

• σωστά τμήματα οργάνων που δεν λειτουργούν σωστά
• ερευνητικές αιτίες γενετικών ελαττωμάτων σε κύτταρα
• συμβεί ή γιατί ορισμένα κύτταρα αναπτύσσονται σε καρκινικά κύτταρα
• δοκιμάζουν νέα φάρμακα για ασφάλεια και αποτελεσματικότητα
• Τύποι

Τύποι βλαστικών κυττάρων

Υπάρχουν διάφοροι τύποι βλαστοκυττάρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διαφορετικούς σκοπούς.

Εμβρυονικά βλαστοκύτταρα

Τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα προέρχονται από ανθρώπινα έμβρυα ηλικίας τριών έως πέντε ημερών. Συλλέγονται κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας που ονομάζεται γονιμοποίηση in-vitro. Αυτό συνεπάγεται τη γονιμοποίηση ενός εμβρύου σε ένα εργαστήριο αντί στο εσωτερικό του γυναικείου σώματος. Τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα είναι γνωστά ως πολυδύναμα βλαστοκύτταρα. Αυτά τα κύτταρα μπορούν να προκαλέσουν σχεδόν οποιοδήποτε άλλο είδος κυττάρου στο σώμα.

Μη εμβρυϊκά (ενήλικα) βλαστοκύτταρα

Τα βλαστοκύτταρα των ενηλίκων έχουν ένα παραπλανητικό όνομα, επειδή βρίσκονται επίσης σε βρέφη και παιδιά. Αυτά τα βλαστικά κύτταρα προέρχονται από αναπτυγμένα όργανα και ιστούς στο σώμα. Χρησιμοποιούνται από το σώμα για να επισκευάσουν και να αντικαταστήσουν τους κατεστραμμένους ιστούς στην ίδια περιοχή στην οποία βρίσκονται.

Για παράδειγμα, τα αιματοποιητικά βλαστοκύτταρα είναι ένας τύπος ενήλικου βλαστοκυττάρου που βρίσκεται στο μυελό των οστών. Κάνουν νέα ερυθρά αιμοσφαίρια, λευκά αιμοσφαίρια και άλλα είδη αιμοκυττάρων. Οι γιατροί πραγματοποιούν μεταμοσχεύσεις βλαστοκυττάρων, γνωστές και ως μεταμοσχεύσεις μυελού των οστών, εδώ και δεκαετίες, χρησιμοποιώντας αιματοποιητικά βλαστοκύτταρα για τη θεραπεία ορισμένων τύπων καρκίνου.

Τα βλαστοκύτταρα των ενηλίκων δεν μπορούν να διαφοροποιηθούν σε πολλούς άλλους τύπους κυττάρων όπως τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα.

Επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (iPSCs)

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν πρόσφατα πώς να μετατρέψουν τα βλαστικά κύτταρα ενηλίκων σε πολυδύναμα βλαστοκύτταρα. Αυτοί οι νέοι τύποι κυττάρων ονομάζονται επαγόμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα (iPSCs). Μπορούν να διαφοροποιηθούν σε όλους τους τύπους εξειδικευμένων κυττάρων στο σώμα. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να παράγουν νέα κύτταρα για οποιοδήποτε όργανο ή ιστό. Για τη δημιουργία iPSCs, οι επιστήμονες γενετικά αναπρογραμματίζουν τα βλαστοκύτταρα των ενηλίκων, ώστε να συμπεριφέρονται όπως τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα.

Η ανακάλυψη δημιούργησε έναν τρόπο για να «διαφοροποιήσουμε» τα βλαστοκύτταρα. Αυτό μπορεί να τους κάνει πιο χρήσιμο στην κατανόηση του πώς αναπτύσσονται οι ασθένειες. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι τα κύτταρα μπορούν να γίνουν από το δέρμα κάποιου για να θεραπεύσουν μια ασθένεια. Αυτό θα βοηθήσει στην αποτροπή του ανοσοποιητικού συστήματος να απορρίψει μια μεταμόσχευση οργάνου. Η έρευνα βρίσκεται σε εξέλιξη για να βρεθούν τρόποι για την ασφαλή παραγωγή των iPSCs.

Βλαστοκύτταρα αίματος από καρδιοειδή και βλαστοκύτταρα αμνιακού υγρού

Τα βλαστοκύτταρα αίματος του καρδιού συλλέγονται από τον ομφάλιο λώρο μετά τον τοκετό. Μπορούν να καταψυχθούν σε κυτταρικές τράπεζες για χρήση στο μέλλον. Αυτά τα κύτταρα έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για τη θεραπεία παιδιών με καρκίνους αίματος, όπως λευχαιμία και ορισμένες γενετικές ανωμαλίες του αίματος.

Βλαστοκύτταρα βρέθηκαν επίσης στο αμνιακό υγρό. Αυτό είναι το υγρό που περιβάλλει ένα αναπτυσσόμενο μωρό μέσα στη μήτρα της μητέρας. Ωστόσο, απαιτείται περισσότερη έρευνα για να κατανοήσουμε τις πιθανές χρήσεις βλαστικών κυττάρων αμνιακού υγρού.

ΔιαφήμισηΔέδοσηΔιαφήδοση

Διαμάχη

Διαμάχη για την έρευνα των βλαστικών κυττάρων

Τα βλαστικά κύτταρα ενηλίκων δεν παρουσιάζουν ηθικά προβλήματα. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, υπήρξε διαμάχη γύρω από τον τρόπο με τον οποίο αποκτήθηκαν τα ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συλλογής εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων, το έμβρυο καταστρέφεται. Αυτό δημιουργεί ηθικές ανησυχίες για τους ανθρώπους που πιστεύουν ότι η καταστροφή ενός γονιμοποιημένου εμβρύου είναι ηθικά λανθασμένη.

Οι αντίπαλοι πιστεύουν ότι ένα έμβρυο είναι ένας ζωντανός άνθρωπος. Δεν πιστεύουν ότι τα γονιμοποιημένα αυγά πρέπει να χρησιμοποιηθούν για έρευνα. Υποστηρίζουν ότι το έμβρυο πρέπει να έχει τα ίδια δικαιώματα με κάθε άλλο άνθρωπο και ότι αυτά τα δικαιώματα πρέπει να προστατεύονται.

Οι υποστηρικτές της έρευνας των βλαστοκυττάρων, από την άλλη πλευρά, πιστεύουν ότι τα έμβρυα δεν είναι ακόμη άνθρωποι. Σημειώνουν ότι οι ερευνητές λαμβάνουν τη συγκατάθεση του ζευγαριού-δότη του οποίου τα αυγά και το σπέρμα χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργήσουν το έμβρυο. Οι υποστηρικτές υποστηρίζουν επίσης ότι τα γονιμοποιημένα αυγά που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια της γονιμοποίησης in-vitro θα απορριφθούν ούτως ή άλλως, έτσι ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν καλύτερα για την επιστημονική έρευνα.

Με την ανακάλυψη ανακάλυψης των iPSCs, ενδέχεται να υπάρχει λιγότερη ανάγκη για ανθρώπινα έμβρυα στην έρευνα. Αυτό μπορεί να βοηθήσει να αμβλυνθούν οι ανησυχίες εκείνων που είναι αντίθετοι με τη χρήση εμβρύων για ιατρική έρευνα. Ωστόσο, εάν οι iPSCs έχουν τη δυνατότητα να εξελιχθούν σε ανθρώπινο έμβρυο, οι ερευνητές θα μπορούσαν θεωρητικά να δημιουργήσουν έναν κλώνο του δότη. Αυτό παρουσιάζει ένα άλλο ηθικό ζήτημα που πρέπει να ληφθεί υπόψη.Πολλές χώρες έχουν ήδη θεσπίσει νομοθεσία που απαγορεύει αποτελεσματικά την ανθρώπινη κλωνοποίηση.

Ομοσπονδιακοί κανονισμοί

Ομοσπονδιακοί κανονισμοί για την έρευνα σε βλαστοκύτταρα

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η ομοσπονδιακή πολιτική όσον αφορά την έρευνα για τα βλαστοκύτταρα έχει εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου καθώς έχουν αναλάβει διάφορες θέσεις προέδρων. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι καμία ομοσπονδιακή ρύθμιση δεν έχει απαγορεύσει ρητά την έρευνα για βλαστικά κύτταρα στις Ηνωμένες Πολιτείες. Αντίθετα, οι κανονισμοί έχουν θέσει περιορισμούς στη δημόσια χρηματοδότηση και τη χρήση. Ωστόσο, ορισμένα κράτη έχουν απαγορεύσει τη δημιουργία ή την καταστροφή ανθρώπινων εμβρύων για ιατρική έρευνα.

Πολιτική βλαστικών κυττάρων υπό τον πρώην πρόεδρο Τζορτζ Μπους

Τον Αύγουστο του 2001, ο πρώην πρόεδρος Τζορτζ Μπους ενέκρινε νόμο που θα παρείχε ομοσπονδιακή χρηματοδότηση για περιορισμένη έρευνα σε εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα. Ωστόσο, τέτοιες έρευνες έπρεπε να πληρούν τα ακόλουθα κριτήρια:

Η διαδικασία συγκομιδής, η οποία περιλαμβάνει την καταστροφή του εμβρύου, ξεκίνησε πριν από τις 9 π.μ. m. στις 9 Αυγούστου 2001.

• Τα βλαστικά κύτταρα ελήφθησαν από ένα έμβρυο που δημιουργήθηκε για αναπαραγωγικούς σκοπούς και δεν χρειάστηκε πλέον.
• Ελήφθη έγκυρη συναίνεση για τη δωρεά του εμβρύου και η δωρεά δεν συνεπάγεται οικονομική ανταμοιβή.
• Πολιτική βλαστικών κυττάρων υπό τον Πρόεδρο Μπαράκ Ομπάμα

Τον Μάρτιο του 2009, ο Πρόεδρος Μπαράκ Ομπάμα ανακάλεσε τη δήλωση του πρώην Προέδρου Μπους και δημοσίευσε την Εκτελεστική Διαταγή 13505. Η εντολή αφαιρέθηκε τους περιορισμούς για την ομοσπονδιακή χρηματοδότηση της έρευνας για βλαστοκύτταρα. Αυτό επέτρεψε στα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH) να αρχίσουν να χρηματοδοτούν έρευνα που χρησιμοποιεί εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα. Στη συνέχεια, το NIH δημοσίευσε κατευθυντήριες γραμμές για να καθορίσει την πολιτική βάσει της οποίας θα χρηματοδοτεί την έρευνα. Οι κατευθυντήριες γραμμές γράφτηκαν για να διασφαλιστεί ότι όλες οι έρευνες που χρηματοδοτούνται από το NIH για ανθρώπινα βλαστοκύτταρα είναι ηθικά υπεύθυνες και επιστημονικά σχετικές.

ΔιαφήμισηΔιαφήμιση

Έρευνα

Παραδείγματα έρευνας για βλαστοκύτταρα

Η έρευνα σε βλαστοκύτταρα συνεχίζεται σε πανεπιστήμια, ερευνητικά ιδρύματα και νοσοκομεία σε όλο τον κόσμο. Οι ερευνητές επικεντρώνονται επί του παρόντος στην εξεύρεση τρόπων για τον έλεγχο του τρόπου με τον οποίο τα βλαστικά κύτταρα μετατρέπονται σε άλλους τύπους κυττάρων.

Η διαδικασία της διαφοροποίησης των κυττάρων

Ένας πρωταρχικός στόχος της έρευνας στα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα είναι να μάθουν πώς τα αδιαφοροποίητα βλαστοκύτταρα μετατρέπονται σε διαφοροποιημένα βλαστοκύτταρα που σχηματίζουν συγκεκριμένους ιστούς και όργανα. Οι ερευνητές ενδιαφέρονται επίσης να υπολογίσουν πώς να ελέγξουν αυτή τη διαδικασία διαφοροποίησης.

Με τα χρόνια, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μεθόδους για να χειριστούν τη διαδικασία των βλαστοκυττάρων για να δημιουργήσουν ένα συγκεκριμένο τύπο κυττάρου. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται κατευθυνόμενη διαφοροποίηση. Μια πρόσφατη μελέτη ανακάλυψε επίσης τα πρώτα βήματα στον τρόπο με τον οποίο τα βλαστικά κύτταρα μετασχηματίζονται σε εγκεφαλικά κύτταρα και σε άλλους τύπους κυττάρων. Περισσότερη έρευνα για το θέμα αυτό συνεχίζεται.

Κυτταροθεραπευτικές θεραπείες

Εάν οι ερευνητές μπορούν να βρουν έναν αξιόπιστο τρόπο για να κατευθύνουν τη διαφοροποίηση των εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων, μπορεί να χρησιμοποιήσουν τα κύτταρα για τη θεραπεία ορισμένων ασθενειών. Για παράδειγμα, κατευθύνοντας τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα να μετατραπούν σε κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη, μπορεί να είναι σε θέση να μεταμοσχεύσουν τα κύτταρα σε άτομα με διαβήτη τύπου 1.

Άλλες ιατρικές παθήσεις που ενδεχομένως αντιμετωπίζονται με εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα περιλαμβάνουν:

τραυματική βλάβη του νωτιαίου μυελού

• εγκεφαλικό επεισόδιο
• σοβαρά εγκαύματα
• ρευματοειδής αρθρίτιδα
• καρδιακή νόσο
• > ασθένεια του αμφιβληστροειδούς
• ασθένεια του Huntington
• ασθένεια Parkinson
• Η υπηρεσία βλαστικών κυττάρων της Καλιφόρνια παρέχει λεπτομερή κατάλογο των προγραμμάτων ασθενειών και των κλινικών δοκιμών που βρίσκονται σε εξέλιξη στην έρευνα για τα βλαστοκύτταρα. Παραδείγματα τέτοιων έργων περιλαμβάνουν:
• την ένεση τροποποιημένων βλαστικών κυττάρων κατευθείαν στον εγκέφαλο μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο

χρησιμοποιώντας βλαστοκύτταρα για την αντικατάσταση κατεστραμμένων κυττάρων στο εσωτερικό αυτί που ανιχνεύουν ήχο, συμβάλλοντας στην αποκατάσταση της ακοής

• ώστε να είναι ανθεκτικά σε ασθένειες, όπως το AIDS, και στη συνέχεια να τα εισάγουν σε άτομα με νόσο
• καλλιεργώντας βλαστοκύτταρα για την αποκατάσταση των εύθραυστων οστών ανθρώπων με οστεοπόρωση
• Χρήση βλαστικών κυττάρων για τη δοκιμή νέων φαρμάκων
• Ερευνητές χρησιμοποιούν επίσης διαφοροποιημένα βλαστικά κύτταρα για να ελέγξουν την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα των νέων φαρμάκων. Η δοκιμή φαρμάκων σε ανθρώπινα βλαστικά κύτταρα εξαλείφει την ανάγκη να τα δοκιμάσουν σε ζώα.

Διαφήμιση

Takeaway

Η έρευνα σχετικά με τα βλαστοκύτταρα

μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Ωστόσο, υπάρχει κάποια διαμάχη γύρω από την ανάπτυξη, τη χρήση και την καταστροφή ανθρώπινων εμβρύων. Οι επιστήμονες ενδέχεται να είναι σε θέση να διευκολύνουν αυτές τις ανησυχίες χρησιμοποιώντας μια νέα μέθοδο που μπορεί να μετατρέψει τα βλαστικά κύτταρα των ενηλίκων σε πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, τα οποία μπορούν να αλλάξουν σε οποιοδήποτε τύπο κυττάρου. Αυτό θα εξαλείψει την ανάγκη εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων στην έρευνα. Τέτοιες ανακαλύψεις δείχνουν ότι έχει σημειωθεί μεγάλη πρόοδος στην έρευνα για τα βλαστοκύτταρα. Παρά αυτές τις εξελίξεις, υπάρχουν ακόμα πολλά ακόμα που πρέπει να γίνουν πριν οι επιστήμονες μπορέσουν να δημιουργήσουν επιτυχημένες θεραπείες μέσω της θεραπείας με βλαστικά κύτταρα.