Sarežģīto cilvēka ķermeni veido somatiskās (ķermeņa) šūnas un reproduktīvās šūnas (gametas). Visas cilvēka ķermeņa šūnas rodas no vienas apaugļotas olšūnas, kas pazīstama kā zigota. Pēc tam zigota sadalās blastocistā, kas sastāv no embrija cilmes šūnām, kas rada vairāk nekā 200 specializētu veidu šūnas, saskaņā ar Starptautiskā cilmes šūnu izpētes biedrība.
Somatiskās cilmes šūnas - sauktas arī par pieaugušo cilmes šūnām - veidojas augļa attīstības laikā un paliek visu mūžu, lai palīdzētu šūnu atjaunošanā.
Cilmes šūnas: definīcija
Citi vārdi cilmes šūnas precīzākas ir embrionālās cilmes šūnas, pieaugušo cilmes šūnas vai inducētās pluripotentās cilmes šūnas, atkarībā no šūnas attiecīgās tipoloģijas. Cilmes šūnām piemīt spēja pārvērsties daudzu citu veidu šūnās, kas ir ļoti interesanta pētniekiem reģeneratīvās medicīnas jomā.
Cilmes šūnām ir īpašas īpašības, kas tās atšķir no parastām, parastām šūnām, piemēram, nervu šūnām, kaulu šūnām un asins šūnām:
- Cilmes šūnas var dublēt sevi vairākas reizes vai specializējas, ja nepieciešams audos.
- Cilmes šūnas atšķirt specializētās kamerās ar konkrētām darba vietām.
- Cilmes šūnas var specializēties daudzos dažāda lieluma un formas šūnu.
Embrionālās cilmes šūnas
Cilvēka embrija cilmes šūnas tiek iegūtas no olšūnu attīstības blastocistas stadijā, apmēram piecas dienas pēc apaugļošanas. Embrionālās cilmes šūnas ir nediferencētas un laboratorijā tās var dalīties bezgalīgi vai diferencēties specializētās šūnās.
Embrionālās cilmes šūnas var būt ģenētiski vai ķīmiski ieprogrammēti, lai audzētu orgānus un ādu transplantācijai un transplantātiem.
Somatisko (pieaugušo) cilmes šūnas
Embrija cilmes šūnas augļa attīstības laikā ātri diferencējas somatiskās cilmes šūnās. Neliels daudzums somatisko cilmes šūnu paliek organismā uz nenoteiktu laiku, bet tās mainās dzīves laikā.
Somatiskās cilmes šūnas palīdz ķermenim veikt iekšēju remontu un regulēt homeostāze. Priekšteču šūnas ir starpposms starp sadalošo cilmes šūnu un specializētāku šūnu.
Atšķirībā no daudzpusīgajām embrija cilmes šūnām, somatiskajām cilmes šūnām ir ierobežota diferenciācijas spēja. Pašreizējie pētījumi liecina, ka pieaugušo cilmes šūnas šūnās diferencējas tikai pēc konkrētā audu veida, kur tās dzīvo.
Piemēram, somatiskās cilmes šūnas muskuļu audos var diferencēties dažādu veidu muskuļu šūnās, taču tās nevar izraisīt nervu šūnas. Tomēr tiek veikti pētījumi, kas var apstiprināt šo pieņēmumu saskaņā ar Nebraskas Universitātes Medicīnas centrs.
Somatisko cilmes šūnu funkcija
Somatiskās (pieaugušās) cilmes šūnas var bezgalīgi ražot vairāk meitas šūnu vai specializēties dažu veidu šūnās, piemēram, sarkanajās un baltajās asins šūnās. Pieaugušas cilmes šūnas spēj atjaunoties pat pēc neaktivitātes periodiem, kad ir nepieciešams šūnas labot vai nomainīt.
Piemēram, somatiskās cilmes šūnas sirdī un aizkuņģa dziedzerī noteiktos apstākļos atsāk darboties, ja ir norādīts remonta darbs. Tomēr zarnās un kaulu smadzenes, cilmes šūnas nepārtraukti atjaunojas.
Hematopoētiskās somatiskās cilmes šūnas
Hematopoētiskās cilmes šūnas (HSC) ir asinis veidojošās šūnas, kas atrodamas kaulu smadzenēs un cirkulējošās asinīs. Nenobriedušas šūnas var kļūt par sarkanajām, trombocītēm un baltajām šūnām. Transplantētās HSC šūnas kaulu smadzenēs no atbilstošiem donoriem ir palīdzējušas neskaitāmiem pacientiem diagnosticēt asins traucējumus un vēzi, piemēram, leikēmiju.
Autologā pacienta paša HSC transplantācija ir vēl viena izplatīta terapeitiska procedūra, kas pacientiem ir nākusi par labu, samazinot transplantāta atgrūšanas risku.
Mesenchimālās somatiskās cilmes šūnas
Cilvēka mezenhimālo cilmes šūnu (hMSC) avoti ietver atbalsta un saistaudus ap ķermeņa orgāniem. Šīs cilmes šūnas diferencējas mezodermālās šūnās, piemēram, skrimšļos, kaulu šūnās, muskuļu šūnas un tauku šūnas.
Cilmes šūnu izpēte par hMSC izmantošanu varētu uzlabot kaulaudu un skrimšļu traumu ārstēšanu.
Neironu somatiskās cilmes šūnas
Neironu cilmes šūnas (NSC) ģenerē neironus un glijas šūnas. NSC atrodas smadzenēs un Centrālā nervu sistēma.
Tiek turpināti daudzsološi klīniskie pētījumi, lai izpētītu NCS cilmes šūnu terapiju kā muguras smadzeņu traumas, insulta un amiotrofās laterālās sklerozes (ALS) ārstēšanu.
Epitēlija somatiskās cilmes šūnas
Epitēlija cilmes šūnas atrodas ādas, plaušu un zarnu epitēlija slāņos. Šīs cilmes šūnas pastāvīgi atjaunojas un reaģē uz traumām vai šūnu bojājumiem.
Epitēlija cilmes šūnu pētījumu medicīniskais pielietojums ietver ādas potzaru izveidošanu, piemēram, nelaimes gadījumu un sadedzināšanas upuru atbalstam.
Inducētas pluripotentās cilmes šūnas
2007. gadā pētnieki atklāja, kā ģenētiski pārprogrammēt pieaugušo cilmes šūnas, lai tās darbotos vairāk kā embrija cilmes šūnas. Šīs inženierijas šūnas, kas pazīstamas kā inducētas pluripotentās cilmes šūnas (iPSC), laboratorijas kultūrās var kontrolēt, lai tās darbotos noteiktos veidos.
Piemēram, somatisko šūnu, piemēram, ādas šūnu, var stimulēt, lai radītu pilnīgi cita veida šūnas. Šī joma joprojām ir ļoti jauna, un daudz nav zināms par procesa mehānismiem.
Cilmes šūnu klasifikācija
Cilmes šūnas tiek klasificētas pēc to spējas radīt specializētākus šūnu tipus. Embrionālās cilmes šūnas ir izdevīgas pētījumos to nevainojamā stāvokļa un augstās diferenciācijas spējas dēļ. Vienšūnas zigotu sauc par totipotentu, jo tā kopā ar placentas šūnām un audiem var veidot kopējo dzīvo organismu.
Embrionālās cilmes šūnas tiek klasificētas kā pluripotentas; tie veido somatiskās šūnas, bet ne placentas šūnas. Auklas un pieaugušo cilmes šūnas ir daudzspēcīgas. Viņu spēja specializēties dažādos veidos ir ierobežotāka nekā embrija cilmes šūnās.
Agrīnā cilmes šūnu izpēte
Interesi par cilmes šūnu izpēti virza vēlme atrast jaunus veidus, kā atjaunot bojātās šūnas ādas audos un iekšējos orgānos, kas ir izšķiroši izdzīvošanai.
Saskaņā ar. 1981. Gadā zinātniskie pētnieki vispirms izolēja embrija cilmes šūnas no peles embrijiem Nacionālie veselības institūti. Līdz 1998. gadam zinātnieki uzzināja, kā iegūt cilvēka cilmes šūnas no cilvēka olām, kas in vitro izveidotas auglības klīnikās, kuras vairs nebija vajadzīgas un tika ziedotas pētījumiem. Cilmes šūnu līnijas tiek audzētas un koplietotas starp zinātniekiem.
1948. gadā asins šūnu ražošanai vispirms tika izmantotas somatiskās cilmes šūnas. Pieaugušo kaulu smadzeņu šūnas cilmes šūnu transplantācijai izmantoja 1968. gadā. Kopš tā laika cilmes šūnu terapija ir izmantota, lai veiksmīgi ārstētu daudzu veidu asins traucējumus. Ir iespējamas nebeidzamas terapeitiskas iespējas, izmantojot cilmes šūnas, taču daudzu drošību un efektivitāti joprojām salīdzinoši nepārbauda.
Cilmes šūnu izpētes priekšrocības
Zinātnieki izmanto inducētas pluripotentās cilmes šūnu līnijas, lai pētītu normālu un patoloģisku šūnu dalīšanos, ieskaitot vēzi un audzēja veidošanos. Padziļināta izpratne par to, kā notiek slimība, var izraisīt efektīvākus profilakses pasākumus un ārstēšanu.
Audi, kas laboratorijā rodas no cilmes šūnām, var palīdzēt pārbaudīt jaunas zāļu ārstēšanas metodes un samazināt testēšanu ar dzīvniekiem. Ar cilmes šūnu terapiju tūkstošiem cilvēku palīdzēja ar asinīm saistītas slimības, piemēram, leikēmija un anēmija.
Cilmes šūnu izpētes pielietojums
Cilmes šūnu izpēte ir strauji virzoša joma, un drīzumā gaidāmi jauni sasniegumi. Tā kā cilmes šūnas ir atrodamas tik daudzās ķermeņa daļās, tām var būt atslēga, lai noskaidrotu vairāku slimību cēloni.
Plaši tiek izmantotas asinsrades cilmes šūnu terapijas, piemēram, kaulu smadzeņu transplantācijas. Dažus ādas potēšanas veidus un radzenes traumu cilmes šūnu ārstēšanu pieņem arī medicīnas aprindas.
Cilmes šūnu terapijas riski
Sabiedrībai vajadzētu būt piesardzīgai pret pārspīlētiem apgalvojumiem un dezinformāciju par cilmes šūnu terapiju, norāda Starptautiskā cilmes šūnu izpētes biedrība. Pacienti ar nopietniem veselības traucējumiem var būt īpaši neaizsargāti pret klīnikām, kas piedāvā tūlītēju ārstēšanu.
The ASV Pārtikas un zāļu pārvaldeVietnes vietne brīdina patērētājus, ka viņi riskē ar savu veselību, uzticoties klīnikām, kuras piedāvā FDA neapstiprinātu ārstēšanu. Līdz šim tikai daži produkti, kas izgatavoti ar asinīm veidojošām cilmes šūnām nabassaites asinīs, ir FDA apstiprināti īpašai ārstēšanai.