גוף האדם המורכב מורכב מתאים סומטיים (גוף) ותאי רבייה (gametes). כל התאים בגוף האדם מקורם בתא ביצית מופרית יחיד המכונה זיגוטה. לאחר מכן הזיגוטה מתחלקת לבלסטוציסט המורכב מתאי גזע עובריים שמולידים יותר מ 200 סוגים מיוחדים של תאים, על פי האגודה הבינלאומית לחקר תאי גזע.
תאי גזע סומטיים - המכונים גם תאי גזע בוגרים - נוצרים במהלך התפתחות העובר ונשארים לאורך אורך החיים כדי לסייע בתיקון התאים.
תאי גזע: הגדרה
שמות אחרים עבור תאי גזע מדויקים יותר הם תאי גזע עובריים, תאי גזע בוגרים או תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים, תלוי בטיפולוגיה של התא בהתאמה. לתאי גזע יכולת להשתלב בסוגים רבים אחרים של תאים, דבר שמעניין מאוד את החוקרים בתחום הרפואה המתחדשת.
תאי גזע חולקים מאפיינים מיוחדים המבדילים אותם מתאים נפוצים, רגילים כמו תאי עצב, תאי עצם ותאי דם:
- תאי גזע יכולים לשכפל את עצמם פעמים רבות, או מתמחים, לפי הצורך ברקמה.
- תאי גזע לְהַבחִין לתאים מיוחדים עם עבודות ספציפיות.
- תאי גזע יכולים להתמחות ברבים גדלים וצורות שונות של תאים.
תאי גזע עובריים
תאי גזע עובריים אנושיים נגזרים מתא ביצה מתפתח בשלב הבלסטוציסט, כחמישה ימים לאחר ההפריה. תאי גזע עובריים אינם מובחנים ויכולים להתחלק ללא הגבלת זמן או להתמיין לתאים מיוחדים במעבדה.
תאי גזע עובריים יש פוטנציאל להיות מתוכנת גנטית או כימית לגידול איברים ועור להשתלה והשתלה.
תאי גזע סומטיים (מבוגרים)
תאי גזע עובריים מתמיינים במהירות לתאי גזע סומטיים במהלך התפתחות העובר. כמויות קטנות של תאי גזע סומטיים נותרות בגוף ללא הגבלת זמן, אך הן משתנות במהלך החיים.
תאי גזע סומטיים עוזרים לגוף לבצע תיקונים פנימיים ולהסדיר אותם הומאוסטזיס. תאי אב מהווים שלב מתווך בין תא גזע מתחלק לתא מיוחד יותר.
שלא כמו תאי גזע עובריים רב-תכליתיים, לתאי גזע סומטיים יכולת בידול מוגבלת. מחקרים עדכניים מצביעים על כך שתאי גזע בוגרים מתמיינים רק בתאים עבור סוג הרקמה המסוים בו הם נמצאים.
לדוגמא, תאי גזע סומטיים ברקמת השריר יכולים להתמיין לסוגים שונים של תאי שריר, אך הם אינם יכולים להוליד תאי עצב. עם זאת, נערך מחקר שעשוי להעלות את ההנחה הזו, על פי המרכז הרפואי של אוניברסיטת נברסקה.
פונקציה של תאי גזע סומטיים
תאי גזע סומטיים (בוגרים) יכולים לייצר ללא הגבלת זמן יותר תאי בת, או להתמחות בסוגים מסוימים של תאים, כגון כדוריות דם אדומות ולבנות. תאי גזע בוגרים מסוגלים להתחדש גם לאחר תקופות של חוסר פעילות בכל פעם שיש צורך בתיקון או בהחלפת תאים.
לדוגמא, תאי גזע סומטיים בלב ובלבלב נובעים לפעולה בתנאים מסוימים כאשר מציינים עבודות תיקון. עם זאת, במעיים ו מח עצם, תאי גזע עובדים ללא הרף ומתחדשים.
תאי גזע סומטיים המטופויאטים
תאי גזע המטופויאטים (HSC) הם תאים יוצרי דם הנמצאים במח העצם ובדם במחזור הדם. תאים לא בשלים יכולים להפוך לתאי דם אדומים, טסיות דם ותאי דם לבנים. תאי HSC המושתלים במוח העצם מתורמים תואמים עזרו לאינספור חולים שאובחנו עם הפרעות בדם וסרטן כמו לוקמיה.
השתלה אוטולוגית של HSC של המטופל עצמו היא הליך טיפולי נפוץ נוסף שהועיל לחולים על ידי הפחתת הסיכון לדחיית השתלות.
תאי גזע סומטיים מסנכימאליים
מקורות תאי גזע מזנכימיים אנושיים (hMSCs) כוללים רקמות תומכות וחיבור סביב אברי הגוף. תאי גזע אלה נבדלים לתאי מזודרמל כמו סחוס, תאי עצם, תאי שריר ותאי שומן.
מחקר תאי גזע על השימוש ב- hMSC עלול להוביל לטיפול משופר בעצמות שבורות ופציעות סחוס.
תאי גזע סומטיים עצביים
תאי גזע עצביים (NSC) מייצרים נוירונים ותאי גליה. NSCs נמצאים במוח ו מערכת העצבים המרכזית.
ניסויים קליניים מבטיחים נמשכים לבדיקת טיפול בתאי גזע מסוג NCS כטיפול בפציעה בחוט השדרה, שבץ מוחי וטרשת לרוחב אמיוטרופית (ALS).
תאי גזע סומטיים אפיתליים
תאי גזע אפיתל נמצאים בשכבות העור, הריאות ובשכבת האפיתל של המעי. תאי גזע אלה מתחדשים ללא הרף ומגיבים לפציעה או נזק לתאים.
יישומים רפואיים של מחקר תאי גזע באפיתל כוללים יצירת השתלות עור שיסייעו לקורבנות תאונות וכוויות, למשל.
תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים
בשנת 2007 גילו חוקרים כיצד לתכנת מחדש גנטית תאי גזע בוגרים כך שהם יפעלו יותר כמו תאי גזע עובריים. המכונה תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים (iPSCs), ניתן לשלוט על תאים מהונדסים אלה לפעול בדרכים מסוימות בתרבויות מעבדה.
לדוגמא, ניתן לעורר תא סומטי כמו תא עור שיוליד סוג אחר לגמרי של תא. התחום עדיין חדש מאוד, ולא ידוע הרבה על מנגנוני התהליך.
סיווג תאי גזע
תאי גזע מסווגים על פי כוחם להוליד סוגי תאים מיוחדים יותר. תאי גזע עובריים מועילים במחקר בגלל מצבם הלא מזויף ועוצמתם הגבוהה של בידול. הזיגוטה בתא בודד נקראת טוטיפוטנט מכיוון שהיא יכולה ליצור אורגניזם חי כולל יחד עם תאי שליה ורקמות.
תאי גזע עובריים מסווגים כפלוריפוטנטים; הם יוצרים תאים סומטיים, אך לא תאי שליה. תאי דם טבורי ותאי גזע בוגרים הם רבי-עוצמה. יכולתם להתמחות בסוגים שונים מוגבלת יותר מתאי גזע עובריים.
מחקר על תאי גזע מוקדמים
העניין במחקר תאי גזע מונע מרצון למצוא דרכים חדשות לתקן תאים פגומים ברקמת העור ובאיברים הפנימיים הקריטיים להישרדות.
בשנת 1981 חוקרים מדעיים בודדו לראשונה תאי גזע עובריים מעוברי עכברים המכונים הלאומיים לבריאות. עד שנת 1998 למדו מדענים כיצד להפיק תאי גזע אנושיים מביציות אנושיות שנוצרו במבחנה במרפאות פוריות, שלא היה עוד צורך ונתרמו למחקר. קווים של תאי גזע גדלים ומשותפים בין מדענים.
בשנת 1948, תאי גזע סומטיים שימשו לראשונה לייצור תאי דם. תאי מוח עצם בוגרים שימשו להשתלות תאי גזע בשנת 1968. מאז, טיפולים בתאי גזע שימשו לטיפול בהצלחה בסוגים רבים של הפרעות בדם. אפשרויות טיפוליות אינסופיות באמצעות תאי גזע אפשריות, אך רבות עדיין אינן נבדקות יחסית לבטיחות ויעילות.
היתרונות של מחקר תאי גזע
מדענים משתמשים בקווי תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים על מנת לחקור חלוקת תאים תקינה וחריגה, כולל היווצרות סרטן וגידול. הבנה עמוקה יותר של אופן התרחשות המחלה עלולה להוביל לאמצעי מניעה וטיפולים יעילים יותר.
רקמות שנוצרו במעבדה מתאי גזע יכולים לעזור בבדיקת טיפולים תרופתיים חדשים ולהפחית את הבדיקות על נבדקים בבעלי חיים. אלפי אנשים הסובלים ממחלות הקשורות לדם כמו לוקמיה ואנמיה עזרו באמצעות טיפולים בתאי גזע.
יישומים של מחקר תאי גזע
מחקר תאי גזע הוא תחום שמתקדם במהירות עם פריצות דרך חדשות הצפויות בקרוב. מכיוון שתאי גזע נמצאים בכל כך הרבה חלקים בגוף, הם עשויים להחזיק את המפתח לבירור הגורם למספר מחלות.
נעשה שימוש נרחב בטיפולים בתאי גזע המטופויטיים כמו השתלות מוח עצם. סוגים מסוימים של השתלת עור וטיפולי תאי גזע של פגיעות בקרנית מקובלים גם על ידי הקהילה הרפואית.
סיכונים של טיפול בתאי גזע
על הציבור להיזהר מטענות מופרזות ומידע מוטעה אודות טיפולים בתאי גזע, על פי האגודה הבינלאומית לחקר תאי גזע. חולים עם מצבים רפואיים קשים עשויים להיות פגיעים במיוחד למרפאות המתיימרות להציע תרופות מיידיות.
ה מינהל המזון והתרופות האמריקניאתר האינטרנט מזהיר את הצרכנים כי הם מסכנים את בריאותם על ידי אמון במרפאות המציעות טיפולים שאינם מאושרים על ידי ה- FDA. נכון להיום, רק מוצרים מסוימים המיוצרים עם תאי הגזע היוצרים דם בדם טבורי מאושרים על ידי ה- FDA לטיפולים ספציפיים.