Monimutkainen ihmiskeho koostuu somaattisista (kehon) soluista ja lisääntymissoluista (sukusoluista). Kaikki ihmiskehon solut ovat peräisin yhdestä hedelmöitetystä munasolusta, joka tunnetaan nimellä tsygootti. Sykootti jakautuu sitten blastokystiksi, joka koostuu alkion kantasoluista, joista syntyy yli 200 erikoistuneet solutyypit, mukaan Kansainvälinen kantasolututkimusyhdistys.
Somaattiset kantasolut - joita kutsutaan myös aikuisten kantasoluiksi - muodostuvat sikiön kehityksen aikana ja pysyvät koko eliniän auttaakseen solujen korjautumista.
Kantasolut: Määritelmä
Muut nimet: kantasoluja tarkempia ovat alkion kantasolut, aikuisten kantasolut tai indusoidut pluripotentit kantasolut solun vastaavasta tyypistä riippuen. Kantasoluilla on kyky morfoitua moniin muihin solutyyppeihin, mikä on kiinnostavaa regeneratiivisen lääketieteen tutkijoille.
Kantasoluilla on erityispiirteitä, jotka erottavat ne tavallisista tavallisista soluista, kuten hermosoluista, luusoluista ja verisoluista:
- Kantasolut voivat kopioida itsensä monta kertaa tai erikoistua kudokseen tarpeen mukaan.
- Kantasoluja erottaa erikoistuneisiin soluihin, joissa on tiettyjä työpaikkoja.
- Kantasolut voivat erikoistua moniin erikokoisia ja -muotoisia soluista.
Alkion varren solut
Ihmisen alkion kantasolut ovat peräisin blastokystavaiheessa olevasta kehittyvästä munasolusta, noin viisi päivää hedelmöityksen jälkeen. Alkion kantasolut ovat erottamattomia ja voivat jakautua loputtomiin tai erilaistua erikoistuneiksi soluiksi laboratoriossa.
Alkion kantasolut on mahdollisuus ohjelmoida geneettisesti tai kemiallisesti elinten ja ihon kasvattamiseen elinsiirtoja ja siirteitä varten.
Somaattiset (aikuisten) kantasolut
Alkion kantasolut erilaistuvat nopeasti somaattisiksi kantasoluiksi sikiön kehityksen aikana. Pienet määrät somaattisia kantasoluja pysyy kehossa loputtomiin, mutta ne muuttuvat eliniän kuluessa.
Somaattiset kantasolut auttavat kehoa tekemään sisäisiä korjauksia ja säätelemään homeostaasi. Progenitorisolut ovat välivaihe jakautuvan kantasolun ja erikoistuneemman solun välillä.
Toisin kuin monipuoliset alkion kantasolut, somaattisilla kantasoluilla on rajallinen kyky erilaistua. Nykyiset tutkimukset viittaavat siihen, että aikuiset kantasolut erilaistuvat soluiksi vain tietyn tyyppiselle kudokselle, jossa ne asuvat.
Esimerkiksi lihaskudoksen somaattiset kantasolut voivat erilaistua erityyppisiksi lihassoluiksi, mutta ne eivät voi synnyttää hermosoluja. Tutkimus on kuitenkin meneillään, mikä saattaa tukea tätä oletusta Nebraskan yliopiston lääketieteellinen keskus.
Somaattisten kantasolujen toiminta
Somaattiset (aikuiset) kantasolut voivat loputtomasti tuottaa enemmän tytärsoluja tai erikoistua tietyntyyppisiin soluihin, kuten puna- ja valkosoluihin. Aikuiset kantasolut pystyvät uusimaan itsensä myös käyttämättömyysjaksojen jälkeen aina, kun solujen korjaaminen tai korvaaminen on tarpeen.
Esimerkiksi sydämen ja haiman somaattiset kantasolut alkavat toimia tietyissä olosuhteissa, kun korjaustöitä on osoitettu. Kuitenkin suolistossa ja luuydin, kantasolut uudistuvat jatkuvasti työssä.
Hematopoieettiset somaattiset kantasolut
Hematopoieettiset kantasolut (HSC) ovat veren muodostavia soluja, joita esiintyy luuytimessä ja verenkierrossa. Kypsymättömistä soluista voi tulla punasoluja, verihiutaleita ja valkosoluja. Siirtyneet HSC-solut luuytimessä vastaavilta luovuttajilta ovat auttaneet lukemattomia potilaita, joilla on diagnosoitu verisairaus ja syöpä, kuten leukemia.
Potilaan omien HSC: n autologinen siirto on toinen yleinen terapeuttinen toimenpide, josta on hyötynyt potilaille vähentämällä elinsiirron hylkimisriskiä.
Mesenkymaaliset somaattiset kantasolut
Ihmisen mesenkymaalisten kantasolujen (hMSC) lähteisiin kuuluu tuki- ja sidekudos kehon elinten ympärillä. Nämä kantasolut erilaistuvat mesodermisoluiksi, kuten rusto, luusolut, lihassolut ja rasvasolut.
HMSC: n käytön kantasolututkimus voi johtaa murtuneiden luiden ja rustovaurioiden tehostettuun hoitoon.
Neuraaliset somaattiset kantasolut
Neuraaliset kantasolut (NSC: t) tuottavat neuroneja ja gliasoluja. NSC: t löytyvät aivoista ja keskushermosto.
Lupaavia kliinisiä tutkimuksia on meneillään NCS-kantasoluterapian selvittämiseksi selkäydinvamman, aivohalvauksen ja amyotrofisen lateraaliskleroosin (ALS) hoitona.
Epiteelin somaattiset kantasolut
Epiteelin kantasolut löytyvät ihon, keuhkojen ja suolen epiteelikerroksista. Nämä kantasolut uudistuvat jatkuvasti ja reagoivat solujen vammoihin tai vaurioihin.
Epiteelin kantasolututkimuksen lääketieteellisiin sovelluksiin kuuluu ihonsiirteiden luominen esimerkiksi onnettomuuksien ja polttamisen uhrien auttamiseksi.
Indusoidut pluripotentit kantasolut
Vuonna 2007 tutkijat havaitsivat, miten aikuisten kantasolut voidaan ohjelmoida geneettisesti uudelleen toimimaan enemmän kuin alkion kantasolut. Indusoiduina pluripotentteina kantasoluina (iPSC) tunnetaan, että näitä muokattuja soluja voidaan ohjata toimimaan tietyillä tavoilla laboratorioviljelmissä.
Esimerkiksi somaattista solua, kuten ihosolua, voidaan stimuloida täysin erilaisen solutyypin synnyttämiseksi. Kenttä on edelleen hyvin uusi, ja prosessin mekanismeista ei ole paljon tietoa.
Kantasolujen luokitus
Kantasolut luokitellaan niiden voiman mukaan, joka aiheuttaa erikoistuneempia solutyyppejä. Alkion kantasolut ovat edullisia tutkimuksessa niiden väärentämättömän kunnon ja suuren erilaistumispotentiaalin vuoksi. Yksisoluista sygoottia kutsutaan totipotentiksi, koska se voi muodostaa koko elävän organismin yhdessä istukan solujen ja kudoksen kanssa.
Alkion kantasolut luokitellaan pluripotenteiksi; ne muodostavat somaattisia soluja, mutta eivät istukan soluja. Johdon verisolut ja aikuisten kantasolut ovat monitehoisia. Niiden kyky erikoistua erityyppisiin ryhmiin on rajoitetumpi kuin alkion kantasolut.
Varhainen kantasolututkimus
Kiinnostus kantasolututkimukseen johtuu halusta löytää uusia tapoja korjata vahingoittuneita soluja ihokudoksessa ja sisäelimissä, jotka ovat kriittisiä selviytymisen kannalta.
Vuonna 1981 tieteelliset tutkijat eristivät ensin alkion kantasolut hiiren alkioista Kansalliset terveyslaitokset. Vuoteen 1998 mennessä tutkijat oppivat saamaan ihmisen kantasolut ihmisen munasoluista, jotka on luotu in vitro hedelmällisyysklinikoilla, joita ei enää tarvittu ja jotka lahjoitettiin tutkimukseen. Kantasolulinjoja kasvatetaan ja jaetaan tutkijoiden kesken.
Vuonna 1948 somaattisia kantasoluja käytettiin ensin verisolujen tuottamiseen. Aikuisten luuydinsoluja käytettiin kantasolusiirtoihin vuonna 1968. Siitä lähtien kantasoluhoitoja on käytetty monen tyyppisten verisairauksien onnistuneeseen hoitoon. Kantasolujen avulla on loputtomia terapeuttisia mahdollisuuksia, mutta monien turvallisuuden ja tehokkuuden testaaminen on silti suhteellisen vähäistä.
Kantasolututkimuksen edut
Tutkijat käyttävät indusoituja pluripotentteja kantasolulinjoja normaalin ja epänormaalin solujen jakautumisen tutkimiseen, mukaan lukien syöpä ja kasvaimen muodostuminen. Sairauden syvempi ymmärtäminen voi johtaa tehokkaampiin ennaltaehkäiseviin toimenpiteisiin ja hoitoihin.
Laboratoriossa kantasoluista tuotetut kudokset voivat auttaa testaamaan uusia lääkehoitoja ja vähentämään eläinkokeita. Tuhansia verisairauksista, kuten leukemiasta ja anemiasta kärsiviä ihmisiä on autettu kantasoluhoitojen avulla.
Kantasolututkimuksen sovellukset
Kantasolututkimus on nopeasti etenevä ala, ja uusia läpimurtoja odotetaan pian. Koska kantasoluja löytyy niin monista kehon osista, niillä voi olla avain selvittää useiden sairauksien syy.
Hematopoieettisia kantasoluhoitoja, kuten luuydinsiirtoja, käytetään laajasti. Lääketieteellinen yhteisö hyväksyy myös tietyntyyppiset ihonsiirrot ja sarveiskalvon vammojen kantasoluhoidot.
Kantasoluterapian riskit
Yleisön tulisi olla varovainen kantasoluhoitoja koskevista yliarvioiduista väitteistä ja vääristä tiedoista Kansainvälinen kantasolututkimusyhdistys. Potilaat, joilla on vakavia sairauksia, voivat olla erityisen alttiita klinikoille, joiden tarkoituksena on tarjota välitöntä parannuskeinoa.
Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirastoSivusto varoittaa kuluttajia siitä, että he vaarantavat terveytensä luottamalla klinikoihin, jotka tarjoavat FDA: n hyväksymiä hoitoja. Toistaiseksi vain tietyt tuotteet, jotka on valmistettu veren muodostavista kantasoluista johdinveressä, ovat FDA: n hyväksymiä erityishoitoihin.