STAMCELLER: TYPER, APPLIKATIONER OCH VAR DE HITTAS - NEUROPSYCHOLOGY

Stamceller celler är en typ av cell som finns naturligt i alla flercelliga levande ting. De kännetecknas av egenskapen att differentiera sig till alla typer av celler och dela upp för att producera fler stamceller.

Denna typ av cell är väldigt viktig från födseln, eftersom några dagar efter att ha anslutit sig börjar de två gameterna dela upp och multiplicera skapande stamceller som kommer att specialisera sig och ge upphov till de olika organen och vävnaderna i embryonens kropp.

Illustration av stamceller

Betydelsen av stamceller ligger i deras fantastiska potential att utveckla och bilda nästan alla typer av celler. Denna förmåga kan användas för att reparera och fylla på skadade eller förstörda celler.

För närvarande undersöks den kliniska tillämpningen av stamceller vid flera sjukdomar såsom Parkinsons, Alzheimers eller vissa medfödda tillstånd. Dessutom finns det redan stamcellbaserade produkter som börjat användas internationellt inom ortopedisk medicin.

Finns det stamceller hos vuxna eller bara hos barn?

Stamceller finns fortfarande hos vuxna individer, även om de är i mindre mängd och med mindre potential än i det embryonala stadiet.

Dessa stamceller finns i vissa strukturer såsom benmärg, muskler och hjärnan; Tack vare dem kan skadade celler bytas ut och organ kan fortsätta att fungera normalt.

Vilka skillnader har de med andra typer av celler?

I allmänhet kan man säga att stamceller har tre huvudegenskaper som skiljer dem från andra celler:

De kan reproducera sig under långa perioder.
De är inte specialiserade.
De kan specialisera sig i alla typer av celler.

Dessa egenskaper gör dem potentiellt fördelaktiga för att behandla vissa sjukdomar orsakade av slitage eller degeneration av vissa celler, såsom neurodegenrativa sjukdomar.

Dessa otroliga egenskaper hos stamceller undersöktes först för bara 35 år sedan, 1981, då en grupp forskare upptäckte att det var möjligt att extrahera stamceller från ett musembryo.

Det var först 1998 när studier med möss kunde extrapoleras till människor, då de första stamcellerna extraherades från mänskliga embryon och odlades in vitro för att studera deras funktion och egenskaper. Dessa stamceller kallas embryonala stamceller.

Under 2006 inträffade ytterligare en milstolpe i studien av stamceller, en grupp forskare upptäckte hur vissa vuxna celler kunde genetiskt omprogrammeras för att ge upphov till stamceller som kan specialisera sig i vissa typer av celler. Denna typ av stamcell kallas en inducerad pluripotent stamcell (iPS).

Även om mycket framsteg har gjorts inom stamcellsforskningen under dessa 35 år krävs fortfarande fler studier för att bättre förstå dem och för att kunna använda dem i skapandet av nya terapier och i studien av mänsklig normativ utveckling.

Typer av stamceller

Stamceller kan i stort sett kategoriseras beroende på deras mognadnivå i inducerade embryonala, fosterliga, vuxna stamceller och inducerade pluripotenta stamceller.

Dessutom har inte alla stamceller samma potential att differentiera sig till någon typ av cell. Beroende på vilken typ av celler som stamceller kan differentieras kan de vara:

Totipotent (eller allmänt)

Morula, totipotent cell. Källa: Pidalka44 De kan differentiera sig till alla typer av celler. Dessa celler kan bara hittas i morulaen (den uppsättning celler som inträffar efter förening av de två gameterna) och teoretiskt sett i embryon, även om embryonala stamceller ännu inte har kunnat utveckla och skapa alla typer av celler.

pluripotenta

Koloni av mänskliga embryonala stamceller. Källa: Public domain

De är nästa steg för totipotenta stamceller och kan differentieras till nästan alla typer av celler. Embryonella cellkulturer och inducerade stamceller är pluripotenta.

multi

Konfokal mikrografi av GFP-positiva neurala prekursorceller (grön) i råttens luktkula. Källa: Oleg Tsupykov De kan differentiera sig till en mängd olika celler, men bara de som tillhör en grupp relaterade celler. Exempelvis kan multipotenta celler i hjärtat bara differentiera sig till vävnader som utgör hjärtat. Dessa celler kan samlas in från foster.

Oligopotent

Omogna myeloida (oligopotenta) dendritiska celler Källa: Josef Neumüller, Sylvia Emanuela Neumüller-Guber, Johannes Huber, Adolf Ellinger och Thomas Wagner De kan differentiera sig i flera typer av celler, till exempel för att bilda samma vävnad. Vuxna stamceller är oligopotenta.

Unipotent

Hematocyter typ av fosterhepatolaster (unipotenta stamceller). Källa: Institutionen för histologi, Jagiellonian University Medical College De kan bara differentiera till en typ av cell. Dessa stamceller skiljer sig från normala vuxna celler genom att de bibehåller sin reproduktionsegenskap under en lång tid (innan de differentieras). Denna typ av stamceller finns till exempel i vissa muskler.

Embryonisk stamcell

Embryonala stamceller från en mus. Källa: National Science Foundation

Embryonala stamceller extraheras från embryon. De flesta kommer från gameter som har befruktats in vitro och inte från naturligt gravida kvinnor. I teorin är de totipotenta, det vill säga att de kan ge upphov till alla typer av celler, även om det för tillfället bara vissa typer av celler kan odlas i laboratoriet.

När stamcellerna har extraherats utförs en kultur där cellerna och näringsmaterialet (odlingsmedium) införs i en laboratorieskål. I kultur växer cellerna och börjar delas och skapa ett tunt lager som sträcker sig över hela plattans yta.

Foster stamceller

Foster stamcell. Källa: Teixeira, J., Rueda, BR och 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.

Fetala stamceller erhålls från fostret (från den 10: e graviditetsveckan). Dessa celler finns i de flesta vävnader i fostret.

Dessa stamceller är multipotenta, det vill säga de kan differentieras till vissa typer av celler som är relaterade, till exempel i flera liknande vävnader för att bilda samma organ.

Vuxna stamceller

Mikrografi av en vuxen stamcell som visar typiska ultrastrukturella funktioner. Källa: Robert M. Hunt, Creative Commons Erkännande

I vissa vuxna vävnader, såsom hud, muskler, tarmen och benmärg, finns det vuxna stamceller som kan spridas och differentieras till celler i samma vävnad för att ersätta döda eller skadade celler, så de är oligopoenter. Vuxna stamceller kan också hittas i navelsträngsblod.

I benmärgen finns till exempel blodstamceller som mognar till mogna blodceller (röda blodkroppar, vita blodkroppar eller blodplättar).

Forskning med dessa typer av celler är långt framskriden och transplantationer av vuxna stamceller från benmärg eller navelsträngsblod genomförs för närvarande för att behandla blodsjukdomar såsom myelodysplastiska och myeloproliferativa syndrom.

Den terapeutiska potentialen hos andra vuxna stamceller, såsom mesenkymceller, som producerar celler från ben, brosk och fett, undersöks för närvarande för att behandla sjukdomar såsom artrit.

Framkallade pluripotenta stamceller

Framkallade pluripotenta stamceller. Källa: Gepstein Laboratory

Inducerade pluripotenta stamceller (iPS) är redan specialiserade vuxna celler (t.ex. från huden) som har genetiskt omprogrammerats in vitro för att ha egenskaperna hos embryonala stamceller.

För att omprogrammera vuxna celler tas de från vuxna och odlas på en tallrik, där virus skapade i laboratoriet med specifika gener införs för att integreras med cellerna och modifiera deras genetiska information.

Även om iPS-celler och embryonala celler delar många egenskaper är de inte helt samma, dessa skillnader undersöks för närvarande, liksom nya procedurer för att skapa iPS.

Även om mer forskning behövs används iPS-celler redan för att testa effekten av vissa läkemedel som är i kliniska prövningar och förväntas vara användbara för transplantation inom en snar framtid.

IPS-celltransplantationer utförs för närvarande inte eftersom vissa djurstudier har resulterat i cancerformationer, möjligen på grund av tekniken som används för att omprogrammera cellerna.

Stamcellkulturer

Blastocyst, internt har stamceller. Källa: Gnzlndrs

Stamcellkulturer är inte 100% effektiva, det finns tillfällen då celler inte växer eller delar sig. Men när kulturen har varit effektiv tas grupper av stamceller och nya populationer skapas som fortsätter att delas och börja differentieras. Stamceller kan frysas och lagras när som helst i processen.

Under odling kan stamceller spontant gruppera sig och specialiseras i alla typer av vävnader (muskulös, nervös …). Att de kan specialisera sig är ett tecken på att cellerna hålls i gott skick, men idealiskt kontrolleras specialiseringsprocessen av forskare för att skapa specifika cellpopulationer.

För att kontrollera differentieringen av embryonala stamceller modulerar forskare den kemiska sammansättningen av odlingsmediet, torget eller själva cellerna genom att infoga specifika gener i det.

Genom flera studier har protokoll skapats som anger vilka parametrar som måste modifieras och hur man gör det för att skapa specifika cellkulturer.

För närvarande utförs inte embryonala stamcellstransplantationer hos människor eftersom det i vissa studier med djur har observerats att de kan leda till utveckling av cancer. Fortfarande pågår forskning och de lovar stort för framtida behandlingar.

Behandlingar med stamceller

För närvarande är den mest studerade och praktiserade kliniska användningen av stamceller transplantation av blodstamceller (hematopoietic) från benmärgen eller navelsträngen. De används för att behandla problem med blod och immunsystem samt för att förnya skadade celler efter kemoterapi eller strålbehandling.

Varje år behandlas mer än 26 000 personer i Europa med en hemetapoietisk stamcellstransplantation varje år. Sjukdomarna som för närvarande kan behandlas med en transplantation är:

Leukemier och lymfom

Akut myelogen leukemi.
Akut lymfoblastisk leukemi.
Kronisk myelogen leukemi.
Kronisk lymfoblastisk leukemi.
Juvenil myelomonocytisk leukemi.
Hodgkin lymfom.
Icke-Hodgkins lymfom.

Sjukdomar relaterade till benmärgen

Svår aplastisk anemi.
Fanconi anemi.
Paroxysmal nattlig hemoglobinuri.
Ren aplasia för röda blodkroppar.
Medfödd trombocytopeni / amegakaryocytos.
Myeloproliferativt och myelodysplastiskt syndrom.
Multipelt myelom.

Ärftliga immunsystemsjukdomar

Allvarlig kombinerad immunbrist.
Wiskott-Aldrich syndrom.

Hemoglobinopatier (sjukdomar i röda blodkroppar)

Betatalassemi major.
Sicklecellanemi

Ärftliga metaboliska sjukdomar

Krabbesjukdom.
Hurler syndrom.
Adrenoleukodystrofi.
Metakromatisk leukodystrofi.

Andra appar

En annan tillämpning av stamcellstransplantationer är hudtransplantat. Denna applikation är kanske den äldsta eftersom den har använts sedan tidigare för att verkligen förstå hur stamceller fungerade.

Hudtransplantat görs vanligtvis endast i extrema fall där personen har stora delar av huden skadad, till exempel från en allvarlig brännskada.

Det första hudtransplantatet genomfördes 1970 och sedan dess har tekniken förfinats, även om det fortfarande finns en lång väg att gå, eftersom den ympade huden för närvarande inte kan utveckla hårsäckar eller svettkörtlar.

Holoclar

Den senaste tillämpningen av stamceller som har godkänts i Europa har varit Holoclar, en behandling för att reparera skadan som hornhinnan kan ha lidit, oavsett om det är sår eller brännskador.

Förfarandet består av att extrahera en liten del limbalceller i gott skick, ansvarig för att reparera hornhinnan och odla dem i laboratoriet tills de bildar ett tunt hornhinneskikt som kan transplanteras i patientens öga.

Vävnadsförnyelse

Andra möjliga tillämpningar av stamceller undersöks i kliniska studier. De viktigaste applikationerna som finns i forskning är regenerering av vävnader och organ, behandling av skador, behandling av hjärt-kärlsjukdomar och behandling av hjärtsjukdomar.

Användningen av stamceller för regenerering av vävnader och organ är kanske den mest studerade tillämpningen. Om organ eller vävnader skapas från stamceller kan de transplanteras till människor som behöver dem, faktiskt har den första njuren med stamceller redan skapats och resultaten är lovande.

Hjärt-kärlsjukdomar

Resultaten av forskning om användning av stamceller vid behandling av hjärt-kärlsjukdomar är också mycket uppmuntrande.

2013 skapade en grupp forskare från Massachusetts General Hospital (USA) blodkärl från delar av mänskliga stamceller som implanterades i möss och fungerade korrekt. För närvarande pågår forskningen och de försöker tillämpa den säkert på människor.

Hjärnsjukdomar

Användningen av stamceller för behandling av hjärtsjukdomar som Parkinson eller Alzheimers undersöks med hjälp av embryonala stamceller för deras differentieringspotential. Resultaten ser lovande ut, även om studierna fortfarande är i ett mycket tidigt skede.

Studien av stamceller görs inte bara för att behandla sjukdomar, de studeras också för att förstå den normala utvecklingen av friska celler och för att bättre förstå vissa processer som celldelning och differentiering.

referenser

De Luca, M. (1 september 2015). Vilka sjukdomar och tillstånd kan behandlas med stamceller? Erhålls från EuroStemCell.
International Society for Stem Cell Research, ISSCR. (Sf). Typer av stamceller. Hämtad 20 juni 2016 från A Closer Look At Stem Cells.
Ministeriet för vetenskap, teknik och produktiv innovation i Republiken Argentina. (Sf). Hämtad 20 juni 2016 från incucai.
Nationella institut för hälsa. (5 mars 2015). Information om stamceller. Erhållen från National Institute of Health.
Schöler, HR (2007). Stamcells potential: en inventering. I N. Knoepffler, D. Schipanski, & SL Sorgner, Humanbiotechnology as Social Challenge (s. 28). Ashgate Publishing.
Om stamceller. (Sf). Behandlingar med stamceller. Hämtad 20 juni 2016 från sobrecélulasmadre.com.
Användarvillkor Integritetspolicy EEO / Affirmative Action Arbetsgivare. (Sf). Sjukdomar som kan behandlas av transplantationer. Hämtad 20 juni 2016 från Be the match.

STAMCELLER: TYPER, APPLIKATIONER OCH VAR DE HITTAS - NEUROPSYCHOLOGY - 2025