Microscopic 10x view of a colony of embryonic stems cells (The stem cell colonies are the rounded, dense masses of cells.)
Noutati
In timpul in care cititi aceata fraza, de la formarea unui embrion se dezvolta mii de celule stem. Initian aceste celule sunt nespecializate, ceea ce inseamna ca soarta lor este nedecisa, dar ele au un mare potential . Celulele stem sunt pluripotente, ceea ce inseamna ca pot devenii orice celula, tesut sau organ din viitorul organism.
|
Microscopic 10x view of a colony of embryonic stems cells (The stem cell colonies are the rounded, dense masses of cells.) |
Singurile limitari in domeniul celulelor stem sunt date de cercetarile aflate la inceput. Sa ne imaginam ca am putea reda memoria celor suferinzi de Alzheimer's, ca am putea inlocui pielea clor care si-au lezat-o intr-un accident sau ca am putea reda mersul unei persoane dependente de carucior. Inainte ca oamenii de stiinta sa foloseasca celulele stem in scopuri terapeutice, trebuie ca mai intai sa le poata controla imensul potential. Nu se poate trata o boala pana nu se cunoste cum se pot manipula si controla celule stem astfel incat sa produca tesutul sau organul dorit.
In acest articol vom putea vedea celule stem , cum lucreaza, descoperii potentialul imens in tratarea bolilor si vom intra in controversata lume a dezbaterilor legate de utilizarea celulelor stem in tratamente.
O celula stem este caramida de baza a organismului unam. Celule stem ale unui embrion vor da nastere oricerei celule, tesut, organ din corpul fatului. Spre deosebire de o cella obinuita care se poate diviza si sa dea nasterea la o noua celula , dar de acelasi tip , celule stem sunt pluripotente. Cand se divid pot da nastere oricarui tip de celule din cele 220 celule diferite existente in corpul uman. Celulele stem au capacitatea de a se reinnoi -- se pot auto-reproduce de mai multe ori.
Exista doua tipuri de celule stem:celulele stem embrionare si celulele stem adulte. Celulele stem cells embrionare provin din embrioni -- celule provenite din primul stadiu al dezvoltarii umane. Un embrion aflat intre trei si cinci zile, contine celule stem angajate in crearea de diferite tesuturi si organe pentru viitorul fat.
La adultii celule stem se mai gasesc in inima, creier, oase, plamani si alte organe. . Sunt rezerva noastra ptr regenerarea celulelor distruse de boli din organism. Initial se credea ca celule stem adulte sunt cu mult mai limitate in posibilitati decat cele embrionare si ca ar da nastere dar la tesuturi de ntipul celor din care provin, dar noile cercetari ne indica faptul ca celulel stem adulte pot genera si alte tipuri de tesuturi . De exemplu, celulele hepatice pot fi folosite pentru producerea de insulina, care de obicei este creata de pancreas. Aceasta capacitate este cunoscuta ca plasticitate sau transdiferentiere.
La inceputul anilor 1980 cercetatorii reuseau sa extraga celule stem embrionare de la soareci, si sa-i dezvolte sub observatie in laborator. In 1998, au produs celule stem embrionare umane pentru prima data in laborator.
|
Culture trays containing human embryonic stems cells being stored in heat-controlled storage and studied by developmental biologist James Thomson's research lab at the University of Wisconsin in Madison. |
De unde obtin cercetatorii embrioni umani? Embrionii pot fi obtinuti prin reproductie - prin fecundarea ovului de catre un spermatozoid -- sau prin clonare. Cercetatorii nu sunt nevoiti sa creeze embrioni din spermatozoizi si ovule, pentru ca ii pot obtine la clinicile de fertilizare. Uneori cuplurile care incearca sa aiba un copil creaza mai multi embrioni (prin metoda in-vitro) dar nu sunt toti folositi. Ei ii pot dona pentru cercetare, alfel vor fi distrusi.
O alta metoda de creare a embrionilor este prin tehnica numita clonare terapeutica. Aceasta tehnica contopeste o celula (de la pacientul care era nevoie de terapia prin celule stem ) cu un ovul donat. Nucleul ovulului este inlocuit cu nucleul din celula pacientului. (vezi cum se face clonarea ptr detalii despre tehnica). Acest ovul este stimulat chimic sau electric sa se divida iar embrionul rezultat va purta materialul genetic al pacientului astfel scazand sansele ca organismul sa respinga celule stem implantate.
Ambele metode sunt controversate (folosirea de embrioni existenti, sau creare de embrioni in scopuri terapeutice ) . Dar mai intai sa aflam cum pot cercetatorii inmultii controlat celule stem in conditii de laborator pentru studiu.
Un embrion dupa 3-5 zile este numit blastocist. Un blastocist este format din ~100 de celule.
Celule stem sunt celule din cercul din interiorul blastocistului. Ele urmeaza a se specializa in celule tesuturi, organe.
Cercetatorii extrag celule stem din blastocist si le cultiva (sunt depuse intr-o solutie bogata in nutrienti ) in eprubete in laborator. Dupa ce celule s-au divizat de cateva ori , si au devenit prea multe ptr o eprubeta sunt depozitate in mai multe eprubete. In numai cateva luni se pot obtine milioane de celule stem. Celulele stem embrionare aflate in cultura dupa cateva luni , fara a se specializa sunt asa numitele linii de celule stem. Liniile de celule pot fi inghetate si distribuite catre laboraloare.
|
Microscopic 5x view of a colony of undifferentiated human embryonic stems cells being studied in developmental biologist James Thomson's research lab at the University of Wisconsin in Madison: The embryonic stem cell colonies are the rounded, dense masses of cells. The flat, elongated cells are fibroblasts used as "feeder cells." |
Celule stem adulte sunt mai greu de extras si produs decat cele embrionare. Celule steam adulte, pe langa faptul ca sunt foate greu de gasitdar sunt si foarte dificil de manipulat. Dar si celule stem embrionare sunt greu de manipulat si controlat in conditii de laborator. Cercetatorii inca mai au probleme in modul de obtinere a unui anumit tesut.
Cercatatorii ar dori sa poata dezvolta un anumit tip de celule , doar cele necesare unui transplant pentru a putea inlocui tesutul bolnav. Din pacate cercetatorii nu stiu inca sa poate face ca celule stem sa se diferentieze intr-un anumit tesut sau celula si sa controleze aceasta diferentiere din momentul transplanului.
|
Scientists have not yet reached the stage where they can get stem cells to differentiate reliably. |
Daca luam in considerare diabetul.... Pentru ai trata pe diabetici, cerceatorii trebuie nu numai sa obtina celule ce produc insulina, dar si sa determine cum aceste celule vor crea insulina necesara in organism.
In mod natural , celulele stem se diferentiazaq datorita unor cauze interne si externe.
Cercetatorii stiu ca transmiterea materialului genetic este esentiala in procesul de diferentiere . Sunt necesare identificare unor semnale ce duc la diferentierea celulelor. Cercetatorii inca studiaza aceste semnale.
|
Differentiation success: Derived from human embryonic stem cells, precursor neural cells grow in a lab dish and generate mature neurons (red) and glial cells (green), in the lab of University of Wisconsin at Madison stem-cell researcher and neurodevelopmental biologist Su-Chun Zhang. |
|
After transplantation into the brains of young mice, the neural precursor cells give rise to functioning neurons (red in A) and astrocytes (red in B), a star-shaped cell of the brain and spinal cord. |
Mai sunt si alte obstacole in utiliarea celuleor stem ca tratament. Exista problema respingerii, in cazul in care celule sunt provenite de la un embrion donat, sistemul imunitar al organismului primitor poate respinge transplantul. Folosirea celuleor stem adulte ar putea rezolva aceasta problema, numai ca celule stem adulte sunt mai putin 'flexibile' decat celule stem ebrionare si sunt mult mai greu de manipulat in laborator.
|
Culture trays containing human embryonic stems cells being viewed under a microscope and studied by developmental biologist James Thomson's research lab at the University of Wisconsin in Madison. |
In primul rand, celule stem pluripotente pot fi folosite petru testare medicamentelor pentru a le creste eficienta. Un medicament ar putesa astfel incercat pe un anumit tip de celula, asfet rezultatele ar fi mai rapide si mai evidente , decat prin metoda clinica actuala. Ca exemplu cercetatorii ar putea folosii o celula stem cancer daca este oprita de la dezvoltare, sau inmultire sub influenta unui medicament.
Celule stem pot fi folosite pentru vindecarea unor celule sau tesuturi care au fost distruse de boli sau leziuni. Acest tip de tratament este cunoscut ca terapie bazata pe celule. Un potentiala aplicatie ar putea fi injectarea in inima a unor celule, pentru a le substituii pe cele moarte in urma unui atac de cord. In Clinica Mayo cercetatorii studiaza acest scenariu pe soareci. Li se induce un atac de cord dupa care li se injecteaza in inima celule stem embrionare. celule stem implantate, se transforma in celule musculare ptr a inlocui tesutul muscular afectat, imbunatatind astfel functionarea inimii.
Celule stem pot fi folosite si la tratarea maladiei Parkinson. La pacientii ce sufera de Parkinson celule ce pruc substana chimica numita dopamina sunt in deficienta. Fara dopamina, miscarile lor sunt bruste si necoordanate, si insotie de un tremur incontrolabil. In studii , cercetatorii au implantat in creierul unor soareci , celule embrionare. Celulele stem transpolantate, au inceput sa produca dopamina imbunatatind conditia soarecilor suferinzi.
Bolile care ar putea tratate prin stem cell ar putea fi:
Studiul celulelor stem a devenit un subiect fierbinte atat in comunitatea stiintifice cat si in cea religioasa. La baza acestei distupe sta o singura intrebare:Cand embrionul are suflet?
|
Microscopic 20x view of a colony of undifferentiated human embryonic stems cells being studied in developmental biologist James Thomson's research lab at the University of Wisconsin in Madison |
Pentru a avea celule stem cercetatorii trebuie sa foloseasca un embrion. Pentru a obtine celule stem , embrionul va fi sacrificat. Cu toate ca acel embrion nu contine decat 4,5 celule, unii lideri religiosi spun ca distrugere embrionului este echivaleant cu o crima.
Adesea apare si idea de clonare. Teama de clonare, aaparut odata cu reusita cercetarior Scotieni, care au creat oaia Dolly in 1997. Pentru a evita disputa, cercetatorii folosesc celule stem adulte fortate sa se comporte ca celule stem embrionare. Cu toate acestea celule stem adulte nu sunt la fel de pluripotente ca cele embrionare.
