ร่างกายมนุษย์ที่ซับซ้อนประกอบด้วยเซลล์ร่างกาย (ร่างกาย) และเซลล์สืบพันธุ์ (เซลล์สืบพันธุ์) เซลล์ทั้งหมดในร่างกายมนุษย์มีต้นกำเนิดมาจากเซลล์ไข่ที่ปฏิสนธิเพียงเซลล์เดียวที่เรียกว่า ตัวอ่อน. จากนั้นไซโกตจะแบ่งออกเป็นบลาสโตซิสต์ที่ประกอบด้วยเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนซึ่งก่อให้เกิดมากกว่า 200 เซลล์ชนิดพิเศษ, ให้เป็นไปตาม สมาคมระหว่างประเทศเพื่อการวิจัยเซลล์ต้นกำเนิด.
เซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกาย (Somatic Stem Cell) หรือที่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกาย (Adult Stem Cell) ก่อตัวขึ้นในระหว่างการพัฒนาของทารกในครรภ์และคงอยู่ตลอดช่วงชีวิตเพื่อช่วยในการซ่อมแซมเซลล์
เซลล์ต้นกำเนิด: คำนิยาม
ชื่ออื่นสำหรับ เซลล์ต้นกำเนิด ที่แม่นยำกว่านั้นคือเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวเต็มวัย หรือเซลล์ต้นกำเนิดที่มีพลูริโพเทนต์เหนี่ยวนำ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทเซลล์ตามลำดับ เซลล์ต้นกำเนิดมีความสามารถในการแปรสภาพเป็นเซลล์ประเภทอื่นๆ ได้มากมาย ซึ่งเป็นที่สนใจของนักวิจัยในด้านเวชศาสตร์ฟื้นฟู
เซลล์ต้นกำเนิดมีลักษณะพิเศษที่แตกต่างจากเซลล์ทั่วไป เช่น เซลล์ประสาท เซลล์กระดูก และเซลล์เม็ดเลือด:
- สเต็มเซลล์สามารถ ทำซ้ำตัวเอง หลายต่อหลายครั้งหรือเชี่ยวชาญตามความจำเป็นในเนื้อเยื่อ
- เซลล์ต้นกำเนิด แยกแยะ ลงในเซลล์เฉพาะที่มีงานเฉพาะ
- สเต็มเซลล์สามารถเชี่ยวชาญได้หลายอย่าง ขนาดและรูปทรงต่างๆ ของเซลล์
เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน
เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนของมนุษย์ได้มาจากเซลล์ไข่ที่กำลังพัฒนาในระยะบลาสโตซิสต์ ประมาณห้าวันหลังจากการปฏิสนธิ เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนนั้นไม่มีความแตกต่างและสามารถแบ่งออกได้ไม่จำกัดหรือแยกออกเป็นเซลล์เฉพาะในห้องปฏิบัติการ
เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน มีศักยภาพที่จะตั้งโปรแกรมทางพันธุกรรมหรือทางเคมีเพื่อปลูกอวัยวะและผิวหนังสำหรับการปลูกถ่ายและการปลูกถ่าย
เซลล์ต้นกำเนิดโซมาติก (สำหรับผู้ใหญ่)
เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนจะแยกความแตกต่างอย่างรวดเร็วในเซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายในระหว่างการพัฒนาของทารกในครรภ์ เซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายจำนวนเล็กน้อยยังคงอยู่ในร่างกายอย่างไม่มีกำหนด แต่จะเปลี่ยนแปลงไปตลอดชีวิต
เซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายช่วยให้ร่างกายซ่อมแซมและควบคุมภายใน สภาวะสมดุล. เซลล์ต้นกำเนิด เป็นขั้นตอนกลางระหว่างการแบ่งเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์เฉพาะทาง
เซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายมีขีดความสามารถจำกัดสำหรับการสร้างความแตกต่างซึ่งแตกต่างจากเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนที่ใช้งานได้หลากหลาย การศึกษาในปัจจุบันแนะนำว่าเซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายจะแยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์สำหรับเนื้อเยื่อประเภทใดชนิดหนึ่งที่พวกมันอาศัยอยู่เท่านั้น
ตัวอย่างเช่น เซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายในเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อสามารถแยกเซลล์กล้ามเนื้อออกเป็นประเภทต่างๆ ได้ แต่ไม่สามารถก่อให้เกิดเซลล์ประสาทได้ อย่างไรก็ตาม การวิจัยกำลังอยู่ในระหว่างดำเนินการ ซึ่งอาจจะทำให้ข้อสันนิษฐานดังกล่าวพลิกกลับ ศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยเนแบรสกา.
หน้าที่ของเซลล์ต้นกำเนิดโซมาติก
เซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกาย (สำหรับผู้ใหญ่) สามารถผลิตเซลล์ลูกสาวได้มากขึ้นอย่างไม่มีกำหนด หรือเชี่ยวชาญในเซลล์บางชนิด เช่น เซลล์เม็ดเลือดแดงและเม็ดเลือดขาว เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวเต็มวัยสามารถต่ออายุตัวเองได้แม้หลังจากไม่มีการใช้งานในช่วงระยะเวลาหนึ่ง เมื่อใดก็ตามที่จำเป็นต้องซ่อมแซมหรือเปลี่ยนเซลล์ใหม่
ตัวอย่างเช่น เซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายในหัวใจและตับอ่อนจะทำงานภายใต้เงื่อนไขบางประการเมื่อมีการระบุงานซ่อมแซม อย่างไรก็ตามในลำไส้และ ไขกระดูกสเต็มเซลล์ทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อต่ออายุตัวเอง
เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดโซมาติก
เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด (HSCs) เป็นเซลล์ที่สร้างเม็ดเลือดที่พบในไขกระดูกและในเลือดหมุนเวียน เซลล์ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะสามารถกลายเป็นเซลล์เม็ดเลือดแดง เกล็ดเลือด และเซลล์เม็ดเลือดขาว เซลล์ HSCs ที่ปลูกถ่ายในไขกระดูกจากผู้บริจาคที่เข้าคู่กันได้ช่วยผู้ป่วยจำนวนนับไม่ถ้วนที่ได้รับการวินิจฉัยว่ามีความผิดปกติของเลือดและมะเร็ง เช่น มะเร็งเม็ดเลือดขาว
การปลูกถ่ายอัตโนมัติของ HSCs ของผู้ป่วยเองเป็นขั้นตอนการรักษาทั่วไปอีกขั้นตอนหนึ่งที่เป็นประโยชน์ต่อผู้ป่วยโดยการลดความเสี่ยงของการปฏิเสธการปลูกถ่าย
เซลล์ต้นกำเนิดโซมาติกมีเซนไคมอล
แหล่งที่มาของเซลล์ต้นกำเนิดจากเยื่อหุ้มเซลล์ของมนุษย์ (hMSCs) รวมถึงเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันรอบๆ อวัยวะของร่างกาย เซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้แยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์ผิวหนังชั้นนอก เช่น กระดูกอ่อน เซลล์กระดูก เซลล์กล้ามเนื้อ และเซลล์ไขมัน
การวิจัยเซลล์ต้นกำเนิดเกี่ยวกับการใช้ hMSC อาจนำไปสู่การรักษากระดูกหักและการบาดเจ็บของกระดูกอ่อนได้ดียิ่งขึ้น
เซลล์ต้นกำเนิดประสาทโซมาติก
เซลล์ต้นกำเนิดประสาท (NSCs) สร้างเซลล์ประสาทและเซลล์เกลีย พบ NSCs ในสมองและ ระบบประสาทส่วนกลาง.
การทดลองทางคลินิกที่มีแนวโน้มว่าจะดำเนินต่อไปเพื่อตรวจสอบการรักษาด้วยเซลล์ต้นกำเนิด NCS เพื่อรักษาอาการบาดเจ็บที่ไขสันหลัง โรคหลอดเลือดสมอง และเส้นโลหิตตีบด้านข้าง amyotrophic (ALS)
เซลล์ต้นกำเนิดโซมาติก
เซลล์ต้นกำเนิดเยื่อบุผิวจะพบในชั้นผิวหนัง ปอด และในชั้นเยื่อบุผิวของลำไส้ เซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้มีการต่ออายุและตอบสนองต่อการบาดเจ็บหรือความเสียหายต่อเซลล์อย่างต่อเนื่อง
การประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ของการวิจัยเซลล์ต้นกำเนิดเยื่อบุผิวรวมถึงการสร้างการปลูกถ่ายผิวหนังเพื่อช่วยผู้ประสบอุบัติเหตุและการเผาไหม้เป็นต้น
Induced Pluripotent Stem Cells
ในปี พ.ศ. 2550 นักวิจัยได้ค้นพบวิธีการสร้างโปรแกรมเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวเต็มวัยโดยยีนให้ทำหน้าที่เหมือนเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนมากขึ้น หรือที่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดพลูริโพเทนต์เหนี่ยวนำ (Induced pluripotent Stem Cell) (iPSC) เซลล์ที่ได้รับการออกแบบเหล่านี้สามารถควบคุมให้กระทำการในลักษณะบางอย่างในวัฒนธรรมในห้องปฏิบัติการ
ตัวอย่างเช่น โซมาติกเซลล์ เช่น เซลล์ผิวหนัง อาจถูกกระตุ้นเพื่อให้เกิดเซลล์ชนิดที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ฟิลด์นี้ยังใหม่มากและไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับกลไกของกระบวนการนี้มากนัก
การจำแนกเซลล์ต้นกำเนิด
เซลล์ต้นกำเนิดถูกจำแนกตามอำนาจเพื่อให้เกิดเซลล์ชนิดพิเศษมากขึ้น เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนมีประโยชน์ในการวิจัยเนื่องจากสภาพที่ปราศจากสิ่งเจือปนและศักยภาพสูงในการสร้างความแตกต่าง ไซโกตเซลล์เดียวเรียกว่า totipotent เพราะสามารถสร้างสิ่งมีชีวิตทั้งหมดพร้อมกับเซลล์รกและเนื้อเยื่อ
เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนจัดเป็น pluripotent; พวกมันสร้างเซลล์โซมาติก แต่ไม่ใช่เซลล์รก เซลล์เม็ดเลือดจากสายสะดือและเซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายมีหลายศักยภาพ ความสามารถในการเชี่ยวชาญในด้านต่างๆ นั้นมีจำกัดมากกว่าสเต็มเซลล์จากตัวอ่อน
การวิจัยสเต็มเซลล์ในระยะเริ่มต้น
ความสนใจในการวิจัยเซลล์ต้นกำเนิดมาจากความปรารถนาที่จะหาวิธีใหม่ในการซ่อมแซมเซลล์ที่เสียหายในเนื้อเยื่อผิวหนังและอวัยวะภายในที่สำคัญต่อการอยู่รอด
ในปี 1981 นักวิจัยทางวิทยาศาสตร์ได้แยกเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนออกจากตัวอ่อนของหนูเป็นครั้งแรก สถาบันสุขภาพแห่งชาติ. ภายในปี 1998 นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้วิธีได้เซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์จากไข่มนุษย์ที่สร้างขึ้นในหลอดทดลองที่คลินิกการเจริญพันธุ์ ซึ่งไม่จำเป็นอีกต่อไปและถูกบริจาคเพื่อการวิจัย เซลล์ต้นกำเนิดถูกปลูกและแบ่งปันกันระหว่างนักวิทยาศาสตร์
ในปี พ.ศ. 2491 มีการใช้เซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายเพื่อผลิตเซลล์เม็ดเลือดเป็นครั้งแรก เซลล์ไขกระดูกของตัวเต็มวัยถูกใช้สำหรับการปลูกถ่ายสเต็มเซลล์ในปี 2511 ตั้งแต่นั้นมา การบำบัดด้วยสเต็มเซลล์ได้ถูกนำมาใช้เพื่อรักษาความผิดปกติของเลือดหลายประเภทได้สำเร็จ ความเป็นไปได้ในการรักษาที่ไม่รู้จบโดยใช้สเต็มเซลล์นั้นเป็นไปได้ แต่มีหลายอย่างที่ยังไม่ผ่านการทดสอบความปลอดภัยและประสิทธิผล
ประโยชน์ของการวิจัยสเต็มเซลล์
นักวิทยาศาสตร์ใช้สเต็มเซลล์ที่เหนี่ยวนำให้เกิด pluripotent เพื่อศึกษาการแบ่งตัวของเซลล์ปกติและผิดปกติ รวมถึงมะเร็งและการก่อตัวของเนื้องอก ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งถึงการเกิดโรคอาจนำไปสู่มาตรการป้องกันและการรักษาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
เนื้อเยื่อที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการจากสเต็มเซลล์สามารถช่วยในการทดสอบการรักษาด้วยยาใหม่ๆ และลดการทดสอบในสัตว์ทดลอง ผู้ป่วยหลายพันคนที่เป็นโรคเกี่ยวกับเลือด เช่น มะเร็งเม็ดเลือดขาวและโรคโลหิตจาง ได้รับความช่วยเหลือจากการบำบัดด้วยสเต็มเซลล์
การประยุกต์ใช้การวิจัยสเต็มเซลล์
การวิจัยสเต็มเซลล์เป็นสาขาที่ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วและคาดว่าจะมีการค้นพบครั้งใหม่เร็วๆ นี้ เนื่องจากสเต็มเซลล์พบได้ในหลายส่วนของร่างกาย จึงอาจเป็นกุญแจสำคัญในการค้นหาสาเหตุของโรคต่างๆ
การบำบัดด้วยเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด เช่น การปลูกถ่ายไขกระดูก มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย การปลูกถ่ายผิวหนังและการรักษาสเต็มเซลล์ของการบาดเจ็บที่กระจกตาบางประเภทเป็นที่ยอมรับของวงการแพทย์ด้วยเช่นกัน
ความเสี่ยงของการบำบัดด้วยสเต็มเซลล์
สาธารณชนควรระมัดระวังการกล่าวอ้างเกินจริงและข้อมูลเท็จเกี่ยวกับการบำบัดด้วยสเต็มเซลล์ สมาคมระหว่างประเทศเพื่อการวิจัยเซลล์ต้นกำเนิด. ผู้ป่วยที่มีอาการป่วยร้ายแรงอาจมีความเสี่ยงเป็นพิเศษต่อคลินิกที่อ้างว่าให้การรักษาแบบทันที
สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาสหรัฐอเมริกาเว็บไซต์ของเตือนผู้บริโภคว่าพวกเขากำลังเสี่ยงต่อสุขภาพโดยไว้วางใจคลินิกที่เสนอการรักษาที่ไม่ได้รับการอนุมัติจากองค์การอาหารและยา จนถึงปัจจุบัน มีเพียงผลิตภัณฑ์บางอย่างที่ทำจากสเต็มเซลล์ที่สร้างเลือดในเลือดจากสายสะดือเท่านั้นที่ได้รับการอนุมัติจากองค์การอาหารและยาสำหรับการรักษาเฉพาะ