Výzkum kmenových buněk: Použití, typy a příklady

O kmenových buňkách

Kmenové buňky jsou nediferencované nebo "prázdné" buňky. To znamená, že jsou schopné vyvinout se do buněk, které slouží různým funkcím v různých částech těla. Většina buněk v těle jsou diferencované buňky. Tyto buňky mohou sloužit pouze určitému účelu v konkrétním orgánu. Například červené krvinky jsou specificky navrženy tak, aby přenášely kyslík krví.

Všichni lidé začínají jako jedna buňka. Tato buňka se nazývá zygota nebo oplodněné vejce. Zygota se dělí na dvě buňky, pak na čtyři buňky a tak dále. Nakonec se buňky začínají diferencovat a přebírají určitou funkci v části těla. Tento proces se nazývá diferenciace.

Kmenové buňky jsou buňky, které ještě nebyly diferencovány. Mají schopnost rozdělit a vytvořit neurčitý počet kopií sebe sama. Jiné buňky v těle se mohou opakovat jen několikrát, než se začnou rozbít. Když se kmenová buňka rozdělí, může buď zůstat kmenovou buňkou, nebo se změní v diferencovanou buňku, jako je svalová buňka nebo červená krev.

Použití kmenových buněk

Vzhledem k tomu, že kmenové buňky mají schopnost přeměnit se na různé jiné typy buněk, vědci věří, že mohou být užitečné pro léčbu a porozumění nemocem. Podle Mayo kliniky mohou být kmenové buňky použity k:

-

rostou nové buňky v laboratoři, aby nahradily poškozené orgány nebo tkáně

• správné části orgánů, které nefungují správně
• výzkumné příčiny genetických defektů v buňkách
• vyskytnout nebo proč se některé buňky vyvíjejí do rakovinných buněk
• testovat nové léky na bezpečnost a účinnost
• Typy

Typy kmenových buněk

Existuje několik druhů kmenových buněk, které lze použít k různým účelům.

Embryonální kmenové buňky

Embryonální kmenové buňky pocházejí z lidských embryí ve věku od tří do pěti dnů. Jsou sklízeny během procesu nazývaného oplodnění in vitro. To zahrnuje oplodnění embrya v laboratoři místo uvnitř ženského těla. Embryonální kmenové buňky jsou známé jako pluripotentní kmenové buňky. Tyto buňky mohou vyvolat prakticky jakýkoli jiný typ buňky v těle.

Neembryonální (dospělé) kmenové buňky

Dospělé kmenové buňky mají zavádějící jméno, protože se také vyskytují u kojenců a dětí. Tyto kmenové buňky pocházejí z vyvinutých orgánů a tkání v těle. Jsou používány tělem k opravě a nahrazení poškozené tkáně ve stejné oblasti, ve které se nacházejí.

Například hematopoetické kmenové buňky jsou typu dospělých kmenových buněk nalezených v kostní dřeni. Vytváří nové červené krvinky, bílé krvinky a další typy krevních buněk. Lékaři provádějí transplantaci kmenových buněk, také známých jako transplantace kostní dřeně, po desetiletí používající hematopoetické kmenové buňky k léčbě některých typů rakoviny.

Kmenové buňky dospělých se nedají rozlišovat na tolik dalších typů buněk, kolik mohou embryonální kmenové buňky.

Indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC)

Vědci nedávno objevili, jak přeměnit dospělé kmenové buňky na pluripotentní kmenové buňky. Tyto nové typy buněk se nazývají indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC). Mohou se diferencovat do všech typů specializovaných buněk v těle. To znamená, že mohou potenciálně produkovat nové buňky pro jakýkoli orgán nebo tkáň. Pro vytvoření iPSC vědci geneticky reprogramují dospělé kmenové buňky, takže se chovají jako embryonální kmenové buňky.

Průlom vytvořil způsob, jak "kmenové buňky oddělit". To jim může pomoci lépe pochopit, jak se choroby rozvíjejí. Vědci doufají, že buňky mohou být vyrobeny z něčí vlastní pokožky k léčbě onemocnění. To pomůže zabránit tomu, aby imunitní systém odmítl transplantaci orgánu. V současné době probíhá výzkum nalezení způsobů, jak bezpečně vyrábět iPSC.

Kmenové krevní buňky a kmenové buňky plodové vody

Kmenové krevní buňky jsou po plicích sklizeny z pupeční šňůry. Mohou být zmrazeny v buněčných bankách pro použití v budoucnu. Tyto buňky byly úspěšně použity k léčbě dětí s rakovinou krve, jako je leukémie a určité genetické poruchy krve.

Kmenové buňky byly také nalezeny v plodové vodě. To je tekutina, která obklopuje vyvíjející se dítě v matčině lůně. Je však zapotřebí dalšího výzkumu, který by pomohl pochopit potenciální využití kmenových buněk plodové vody.

ReklamaZveřejňovatzveřejnění

Diskuse

Kontrola výzkumu kmenových buněk

Kmenové buňky dospělých nepředstavují žádné etické problémy. V posledních letech však došlo k diskusi o způsobu získávání lidských embryonálních kmenových buněk. Během procesu sběru embryonálních kmenových buněk je embryo zničeno. To vyvolává etické obavy lidí, kteří věří, že zničení oplodněného embrya je morálně špatné.

Oponenti se domnívají, že embryo je živá bytost. Nemyslím si, že by oplodněné vajíčka měly být použity pro výzkum. Tvrdí, že embryo by mělo mít stejná práva jako každý jiný člověk a že tato práva by měla být chráněna.

Stoupenci výzkumu kmenových buněk na druhé straně věří, že embrya ještě nejsou lidé. Poznamenávají, že výzkumníci dostanou souhlas od dárce, jehož vajíčka a spermie byly použity k vytvoření embrya. Příznivci také tvrdí, že oplodněné vejce vytvořené během oplodnění in vitro by byly stejně vyřazeny, takže by mohly být lépe využity pro vědecký výzkum.

S průlomovým objevením iPSC může být v oblasti výzkumu méně potřeba lidských embryí. To může pomoci zmírnit obavy těch, kteří jsou proti použití embryí pro lékařský výzkum. Nicméně pokud mají iPSC potenciál rozvinout se do lidského embrya, vědci by teoreticky mohli vytvořit klon dárce. To představuje další etický problém, který je třeba vzít v úvahu.Mnoho zemí již má zavedené právní předpisy, které účinně zakazují lidské klonování.

Federální předpisy

Federální předpisy týkající se výzkumu kmenových buněk

Ve Spojených státech se federální politika týkající se výzkumu kmenových buněk časem rozvíjela, když se ujali úřadu různí prezidenti. Je důležité poznamenat, že žádná federální regulace nikdy výslovně zakázala výzkum kmenových buněk ve Spojených státech. Regulace spíše omezují veřejné financování a využívání. Některé státy však zakázaly vytvoření nebo zničení lidských embryí pro lékařský výzkum.

Politika kmenových buněk pod bývalým prezidentem Georgem W. Bushem

V srpnu 2001 bývalý prezident George W. Bush schválil zákon, který by poskytoval federální financování omezeného výzkumu embryonálních kmenových buněk. Takový výzkum však měl splňovat následující kritéria:

Proces sklízení, který zahrnuje zničení embrya, byl zahájen před 9 p. m. 9. srpna 2001.

• Kmenové buňky byly získány z embrya, které bylo vytvořeno pro reprodukční účely a již nebylo nutné.
• Získaný informovaný souhlas byl získán za darování embrya a darování nezahrnovalo finanční odměnu.
• Politika kmenových buněk pod vedením prezidenta Baracka Obamy

V březnu 2009 prezident Barack Obama odvolal prohlášení bývalého prezidenta Bushe a vydal výkonné nařízení 13505. Objednávka odstranila omezení federálního financování výzkumu kmenových buněk. To umožnilo National Institutes of Health (NIH) začít financovat výzkum, který využívá embryonální kmenové buňky. NIH poté publikovala pokyny pro stanovení politiky, podle níž bude financovat výzkum. Pokyny byly napsány, aby se ujistil, že veškerý výzkum financovaný NIH o lidských kmenových buňkách je morálně zodpovědný a vědecky relevantní.

ReklamaZveřejňovat

Výzkum

Příklady výzkumu kmenových buněk

Výzkumy kmenových buněk probíhají na univerzitách, výzkumných institucích a nemocnicích po celém světě. Vědci se v současné době zaměřují na hledání způsobů, jak řídit, jak se kmenové buňky mění na jiné typy buněk.

Proces buněčné diferenciace

Hlavním cílem výzkumu embryonálních kmenových buněk je naučit se, jak se nediferencované kmenové buňky stávají diferencovanými kmenovými buňkami, které tvoří specifické tkáně a orgány. Vědci se také zajímají o to, jak řídit tento proces diferenciace.

V průběhu let vědci vyvinuli metody pro manipulaci s procesem kmenových buněk za účelem vytvoření určitého typu buňky. Tento proces se nazývá řízená diferenciace. Nedávná studie také objevila první kroky v tom, jak se kmenové buňky transformují na mozkové buňky a jiné typy buněk. Další výzkum v této oblasti probíhá.

Buněčné terapie

Pokud mohou vědci najít spolehlivý způsob, jak řídit diferenciaci embryonálních kmenových buněk, mohou být schopni použít buňky k léčbě určitých onemocnění. Například řízením embryonálních kmenových buněk, aby se staly buňky produkující inzulín, mohou být schopny transplantovat buňky do lidí s diabetem 1. typu.

Jiné zdravotní stavy, které mohou být potenciálně léčeny embryonálními kmenovými buňkami, zahrnují:

traumatická poranění míchy

• mrtvice
• těžké popáleniny
• revmatoidní artritida
• > retinální onemocnění
• Huntingtonova nemoc
• Parkinsonova nemoc
• Kalifornská agentura pro krevní buňky poskytuje podrobný seznam programů onemocnění a klinických studií, které v současnosti probíhají ve výzkumu kmenových buněk. Příklady takových projektů zahrnují:
• injektáž modifikovaných kmenových buněk přímo do mozku po mrtvici
• pomocí kmenových buněk nahradit poškozené buňky ve vnitřním uchu, které detekují zvuk, pomáhají obnovit sluch

, měnící geny kmene buňky, aby byly odolné vůči onemocněním, jako je AIDS, a pak je vložily do lidí s onemocněním

• pěstování kmenových buněk k opravě křehkých kostí lidí s osteoporózou
• Používání kmenových buněk k testování nových léků
• Výzkumníci také používají diferencované kmenové buňky k testování bezpečnosti a účinnosti nových léků. Testování léků na lidských kmenových buňkách eliminuje potřebu testování na zvířatech.
• Reklama

Takeaway

Takeaway

Výzkumy kmenových buněk mohou mít významný dopad na lidské zdraví. Existuje však spor o vývoj, použití a zničení lidských embryí. Vědci mohou být schopni zmírnit tyto obavy použitím nové metody, která může přeměnit dospělé kmenové buňky na pluripotentní kmenové buňky, které se mohou změnit na libovolný typ buňky. To by eliminovalo potřebu embryonálních kmenových buněk ve výzkumu. Takové průlomky ukazují, že ve výzkumu kmenových buněk bylo dosaženo značného pokroku. Navzdory těmto postupům je ještě mnohem více, než mohou vědci vytvořit úspěšnou léčbu pomocí terapie kmenovými buňkami.