Τύποι αιμοποιητικών κυττάρων, εφαρμογές και όπου είναι

Το βλαστικών κυττάρων Είναι ένας τύπος κυττάρων που βρίσκονται φυσικά σε όλα τα πολυκύτταρα ζωντανά όντα και χαρακτηρίζεται από την ιδιότητα διαφοροποίησης σε οποιοδήποτε τύπο κυττάρου και διαίρεσης για την παραγωγή περισσότερων βλαστικών κυττάρων..

Τα βλαστικά κύτταρα είναι σημαντικά πριν από τη γέννηση, γιατί, μετά από μερικές ημέρες από την ένωση των δύο γαμετών αρχίζουν να διαιρούνται και να πολλαπλασιάζονται δημιουργώντας βλαστικά κύτταρα που δημιουργούν ειδικεύονται διάφορα όργανα και ιστούς του εμβρύου.

Η σημασία των βλαστοκυττάρων έγκειται στην εκπληκτική τους δυνατότητα να αναπτύξουν και να σχηματίσουν σχεδόν οποιοδήποτε είδος κυττάρου. Αυτή η δυνατότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επισκευή και την ανασύσταση κατεστραμμένων ή καταστραφείτων κυττάρων. 

Επί του παρόντος, διερευνάται η κλινική εφαρμογή των βλαστικών κυττάρων σε πολλαπλές ασθένειες όπως η νόσος του Πάρκινσον, η νόσος του Alzheimer ή ορισμένες συγγενείς καταστάσεις. Επιπλέον, υπάρχουν ήδη προϊόντα που βασίζονται σε βλαστικά κύτταρα που έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται διεθνώς στην ορθοπεδική ιατρική.

Τα βλαστοκύτταρα συνεχίζουν να υπάρχουν σε ενήλικα άτομα, αν και σε μικρότερες ποσότητες και με λιγότερες δυνατότητες από ό, τι στο εμβρυϊκό στάδιο. Αυτά τα βλαστοκύτταρα υπάρχουν σε ορισμένες δομές όπως ο μυελός των οστών, οι μύες και ο εγκέφαλος και χάρη σε αυτά μπορούν να αντικατασταθούν κύτταρα που έχουν υποστεί βλάβη και τα όργανα μπορούν να συνεχίσουν να λειτουργούν κανονικά..

Γενικά, θα μπορούσε να ειπωθεί ότι τα βλαστικά κύτταρα έχουν τρεις κύριες ιδιότητες που τους διαφοροποιούν από τα υπόλοιπα κύτταρα:

• Μπορούν να αναπαραχθούν για μεγάλες χρονικές περιόδους.
• Δεν είναι ειδικευμένοι.
• Μπορούν να ειδικευτούν σε κάθε τύπο κυττάρου.

Αυτές οι ιδιότητες τις καθιστούν δυνητικά ωφέλιμες για τη θεραπεία ορισμένων ασθενειών που προκαλούνται από τη φθορά ή τον εκφυλισμό ορισμένων κυττάρων όπως οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες.

Αυτές οι απίστευτες ιδιότητες των βλαστικών κυττάρων ερευνήθηκαν για πρώτη φορά πριν από 35 χρόνια, το 1981, όταν μια ομάδα ερευνητών ανακάλυψε ότι ήταν δυνατή η εξαγωγή βλαστοκυττάρων από ένα έμβρυο ποντικού..

Μόλις το 1998, οι μελέτες με ποντίκια μπορούσαν να παραταθούν στους ανθρώπους, όταν τα πρώτα ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα εξήχθησαν και καλλιεργήθηκαν in vitro για να μελετήσουν τη λειτουργία τους και τις ιδιότητές τους. Αυτά τα βλαστικά κύτταρα ονομάζονται εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα.

Το 2006 συνέβη ένα ακόμη ορόσημο στην ιστορία της μελέτης των βλαστοκυττάρων, μια ομάδα ερευνητών ανακάλυψε πως ορισμένα ενήλικα κύτταρα θα μπορούσαν να επαναπρογραμματιστούν γενετικά ώστε να δημιουργήσουν βλαστοκύτταρα που μπορούν να ειδικευτούν σε ορισμένους τύπους κυττάρων. Αυτός ο τύπος βλαστικών κυττάρων ονομάζεται επαγόμενο πολυδύναμο βλαστοκύτταρο (iPS).

Παρότι σε αυτά τα 35 χρόνια έχει σημειωθεί μεγάλη πρόοδος στην έρευνα για τα βλαστοκύτταρα, χρειάζονται ακόμα περισσότερες μελέτες για την καλύτερη γνώση τους και για τη χρήση τους στη δημιουργία νέων θεραπειών και στη μελέτη της ανθρώπινης νομοθετικής εξέλιξης.

Τύποι βλαστικών κυττάρων

Τα βλαστοκύτταρα μπορούν να κατηγοριοποιηθούν με γενικό τρόπο, ανάλογα με το επίπεδο ωρίμανσης τους σε εμβρυϊκά, εμβρυϊκά, ενήλικα βλαστοκύτταρα και επαγόμενα πολυδύναμα αρχέγονα κύτταρα.

Επιπλέον, δεν έχουν όλα τα βλαστοκύτταρα την ίδια δυνατότητα διαφοροποίησης σε οποιοδήποτε τύπο κυττάρου. Ανάλογα με τον τύπο των κυττάρων στα οποία μπορείτε να διαφοροποιήσετε τα βλαστικά κύτταρα μπορεί να είναι:

• Totipotent (ή παντοδύναμη), αν μπορούν να διαφοροποιηθούν σε οποιοδήποτε είδος κυττάρου. Αυτά τα κύτταρα μπορεί να βρεθεί μόνο στο μορίδιο (το σύνολο των κυττάρων που συμβαίνει μετά την ένωση των δύο γαμετών) και θεωρητικά σε έμβρυα, αν και δεν έχει ακόμη επιτευχθεί ότι τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα desarrolllen και να δημιουργήσει όλους τους τύπους των κυττάρων.

• Pluripotent, είναι το επόμενο βήμα των παντοδύναμων βλαστικών κυττάρων και μπορούν να διαφοροποιηθούν σε σχεδόν οποιοδήποτε τύπο κυττάρου. Οι εμβρυονικές κυτταρικές καλλιέργειες και τα επαγόμενα βλαστοκύτταρα είναι πολυδύναμα.

• Πολυδύναμα, αν μπορούν να διαφοροποιηθούν σε μια ευρεία ποικιλία κυττάρων, αλλά μόνο εκείνα που ανήκουν σε μια ομάδα σχετικών κυττάρων. Για παράδειγμα, τα πολυδύναμα κύτταρα της καρδιάς μπορούν να διαφοροποιηθούν μόνο σε ιστούς που σχηματίζουν το εν λόγω όργανο. Αυτά τα κύτταρα μπορούν να εξαχθούν από τα έμβρυα.

• Oligopotent, αν μπορούν να διαφοροποιηθούν σε διάφορους τύπους κυττάρων, για παράδειγμα, για να σχηματίσουν τον ίδιο ιστό. Τα βλαστοκύτταρα των ενηλίκων είναι ολιγοπωλούμενα.

• Unipotent, αν μπορούν να διαφοροποιηθούν μόνο σε ένα είδος κυττάρων. Αυτά τα βλαστοκύτταρα διαφέρουν από τα κανονικά ενήλικα κύτταρα στο ότι διατηρούν την αναπαραγωγική τους ιδιότητα για μεγάλο χρονικό διάστημα (πριν διαφοροποιηθούν). Αυτός ο τύπος βλαστικών κυττάρων μπορεί να βρεθεί, για παράδειγμα, σε μερικούς μυς.

Εμβρυονικά βλαστοκύτταρα

Τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα εξάγονται από έμβρυα. Τα περισσότερα προέρχονται από γαμέτες που έχουν γονιμοποιηθεί in vitro και όχι από έγκυες γυναίκες φυσικά. Και, θεωρητικά, είναι παντοδύναμοι, δηλαδή μπορούν να δημιουργήσουν οποιοδήποτε είδος κυττάρων, αν και στο εργαστήριο τη στιγμή αυτή μπορούν να καλλιεργηθούν μόνο μερικά είδη κυττάρων..

Μόλις αφαιρεθούν τα βλαστοκύτταρα, πραγματοποιείται καλλιέργεια στην οποία τα κύτταρα και το θρεπτικό υλικό (μέσο καλλιέργειας) εισάγονται σε εργαστηριακό δίσκο. Στην καλλιέργεια τα κύτταρα αναπτύσσονται και αρχίζουν να διαιρούνται δημιουργώντας ένα λεπτό στρώμα που εκτείνεται σε ολόκληρη την επιφάνεια της πλάκας.

Οι καλλιέργειες βλαστικών κυττάρων δεν είναι 100% αποτελεσματικές, υπάρχουν στιγμές που τα κύτταρα δεν αναπτύσσονται ή δεν διαιρούνται. Αλλά όταν η καλλιέργεια ήταν αποτελεσματική, συλλέγονται ομάδες βλαστικών κυττάρων και δημιουργούνται νέοι πληθυσμοί που θα συνεχίσουν να διαιρούνται και να αρχίζουν να διαφοροποιούνται. Τα βλαστοκύτταρα μπορούν να καταψυχθούν και να αποθηκευτούν ανά πάσα στιγμή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.

Κατά τη διάρκεια της καλλιέργειας, τα βλαστοκύτταρα μπορούν να ομαδοποιηθούν και να ειδικευτούν αυθόρμητα σε οποιοδήποτε τύπο ιστού (μυς, νευρικό ...). Η ικανότητα ειδίκευσης είναι ένα σημάδι ότι τα κύτταρα διατηρούνται σε καλή κατάσταση, αλλά ιδανικά η διαδικασία εξειδίκευσης ελέγχεται από ερευνητές για να δημιουργήσουν συγκεκριμένους πληθυσμούς κυττάρων.

Για τον έλεγχο της διαφοροποίησης των εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων, οι ερευνητές διαμορφώνουν τη χημική σύνθεση του μέσου καλλιέργειας, του τετραγώνου ή των ίδιων των κυττάρων με την εισαγωγή συγκεκριμένων γονιδίων.

Μέσω πολλαπλών μελετών, έχουν δημιουργηθεί πρωτόκολλα που υποδεικνύουν ποιες παραμέτρους πρέπει να τροποποιηθούν και πώς να το κάνουν για να δημιουργήσουν συγκεκριμένες κυτταρικές καλλιέργειες..

Επί του παρόντος, οι μεταμοσχεύσεις εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων δεν πραγματοποιούνται σε ανθρώπους, διότι σε μερικές μελέτες με ζώα έχει παρατηρηθεί ότι μπορούν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη καρκίνων. Ωστόσο, η έρευνα συνεχίζεται και είναι πολλά υποσχόμενα για μελλοντικές θεραπείες.

Εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα

Όπως υποδηλώνει το όνομά του, εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα λαμβάνονται από έμβρυα (από την 10η εβδομάδα της κύησης). Αυτά τα κύτταρα μπορούν να βρεθούν στους περισσότερους ιστούς του εμβρύου.

Αυτά τα βλαστοκύτταρα είναι πολυδύναμα, δηλαδή μπορούν να διαφοροποιηθούν σε ορισμένους τύπους κυττάρων που σχετίζονται, για παράδειγμα, σε αρκετούς παρόμοιους ιστούς για να σχηματίσουν το ίδιο όργανο.

Βλαστοκύτταρα ενηλίκων

Σε ορισμένες ιστούς ενηλίκων, όπως το δέρμα, μυ, έντερο και μυελό των οστών, είναι τα ενήλικα βλαστικά κύτταρα που μπορούν να πολλαπλασιαστούν και να διαφοροποιηθούν σε κύτταρα του ίδιου ιστού για να αντικαταστήσουν νεκρά ή κατεστραμμένα κύτταρα, έτσι ώστε να είναι oligopoentes. Ενήλικα βλαστοκύτταρα μπορούν επίσης να βρεθούν στο αίμα του ομφάλιου λώρου.

Για παράδειγμα, στο μυελό των οστών υπάρχουν βλαστικά κύτταρα αίματος που ωριμάζουν και μετατρέπονται σε ώριμα κύτταρα αίματος (ερυθρά αιμοσφαίρια, λευκά αιμοσφαίρια ή αιμοπετάλια).

Έρευνα με τέτοια κύτταρα είναι σε προχωρημένο στάδιο και ενήλικων βλαστικών κυττάρων μεταμοσχεύσεις του μυελού των οστών ή αίμα ομφάλιου λώρου είναι σήμερα εκτελούνται για την αγωγή διαταραχών του αίματος όπως μυελοδυσπλαστικά σύνδρομα και μυελοϋπερπλαστικές.

Το θεραπευτικό δυναμικό άλλων βλαστικών κυττάρων ενηλίκων όπως τα μεσεγχυματικά κύτταρα, τα οποία παράγουν οστά, χόνδρο και λιπώδη κύτταρα για τη θεραπεία ασθενειών όπως η αρθρίτιδα, εξετάζεται επί του παρόντος..

Επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα

Τα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα (iPS) είναι ήδη εξειδικευμένα ενήλικα κύτταρα (π.χ. από το δέρμα) τα οποία έχουν γενετικώς επαναπρογραμματιστεί in vitro ώστε να έχουν τις ιδιότητες των εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων.

Για να επαναπρογραμματιστούν τα ενήλικα κύτταρα, αυτά εξάγονται από ενήλικες και αναπτύσσονται σε πλάκα, όπου οι ιοί που δημιουργούνται στο εργαστήριο εισάγονται με συγκεκριμένα γονίδια έτσι ώστε να ενσωματώνονται με τα κύτταρα και να τροποποιούν τις γενετικές τους πληροφορίες..

Αν και τα κύτταρα iPS και τα εμβρυϊκά κύτταρα μοιράζονται πολλά χαρακτηριστικά δεν είναι εντελώς ίσα, οι διαφορές αυτές εξετάζονται επί του παρόντος, καθώς και νέες διαδικασίες για τη δημιουργία iPS.

Παρόλο που απαιτούνται περισσότερες έρευνες, τα κύτταρα iPS χρησιμοποιούνται ήδη για να ελέγξουν την επίδραση ορισμένων φαρμάκων που βρίσκονται σε κλινικές δοκιμές και στο εγγύς μέλλον αναμένεται να είναι χρήσιμα για την πραγματοποίηση μεταμοσχεύσεων.

Οι μεταμοσχεύσεις κυττάρων iPS δεν εκτελούνται επί του παρόντος επειδή μερικές μελέτες με ζώα έχουν προκαλέσει καρκινικούς σχηματισμούς, πιθανώς λόγω της τεχνικής που χρησιμοποιείται για τον επαναπρογραμματισμό των κυττάρων.

Θεραπείες με βλαστικά κύτταρα

Επί του παρόντος, η κλινική χρήση βλαστικών κυττάρων που μελετήθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν στην πράξη είναι η μεταμόσχευση αιμοποιητικών κυττάρων αίματος (αιματοποιητικών) από τον μυελό των οστών ή τον ομφάλιο λώρο. Χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία προβλημάτων του αίματος και του ανοσοποιητικού συστήματος καθώς και για την ανανέωση των κατεστραμμένων κυττάρων μετά από θεραπεία με χημειοθεραπεία ή ακτινοθεραπεία.

Κάθε χρόνο περισσότεροι από 26.000 άνθρωποι αντιμετωπίζονται στην Ευρώπη με μεταμόσχευση αιματοποιητικών βλαστοκυττάρων κάθε χρόνο. Οι ασθένειες που μπορούν να αντιμετωπιστούν με μεταμόσχευση είναι:

• Λευχαιμίες και εντόσθια, όπως:
  • Οξεία μυελοειδή λευχαιμία.
  • Οξεία λεμφοβλαστική λευχαιμία.
  • Χρόνια μυελοειδή λευχαιμία.
  • Χρόνια λεμφοβλαστική λευχαιμία.
  • Νεανική μυελομονοκυτταρική λευχαιμία.
  • Λέμφωμα Hodgkin.
  • Μη-Hodgkin λέμφωμα.
• Ασθένειες που σχετίζονται με τον μυελό των οστών, όπως:
  • Σοβαρή απλαστική αναιμία.
  • Αναιμία Fanconi.
  • Παροξυσμική νυκτερινή αιμοσφαιρινουρία.
  • Απλασία από καθαρά ερυθρά αιμοσφαίρια.
  • Συγγενής θρομβοκυτταροπενία / αμεγαλακτοκυττάρωση.
  • Μυελοπλαστικό και μυελοδυσπλαστικό σύνδρομο.
  • Πολλαπλό μυέλωμα.
• Κληρονομικές ασθένειες του ανοσοποιητικού συστήματος, όπως:
  • Σοβαρή συνδυασμένη ανοσοανεπάρκεια.
  • Συνδρόμου Wiskott-Aldrich.
• Οι αιμοσφαιρινοπάθειες (ασθένειες των ερυθρών αιμοσφαιρίων), όπως:
  • Μεγαλύτερη θαλασσαιμία.
  • Ασθένεια των βλαστικών κυττάρων.
• Κληρονομικές μεταβολικές ασθένειες, όπως:
  • Ασθένεια Krabbe.
  • Σύνδρομο Hurler.
  • Αδρενολευκοδυστροφία.
  • Μεταχρωματική λευκοδυστροφία.
• Άλλες καταστάσεις και καρκίνους.

Μια άλλη από τις εφαρμογές των μεταμοσχεύσεων βλαστοκυττάρων είναι δερματικά μοσχεύματα. Αυτή η εφαρμογή είναι ίσως η παλαιότερη από τότε που χρησιμοποιήθηκε πριν κατανοήσουμε πραγματικά πώς λειτούργησαν τα βλαστοκύτταρα.

Τα δερματικά μοσχεύματα συνήθως εκτελούνται μόνο σε ακραίες περιπτώσεις όπου το άτομο έχει βλάψει μεγάλες περιοχές του δέρματος, για παράδειγμα, από σοβαρή εγκαύματα.

Το πρώτο μόσχευμα του δέρματος έγινε το 1970 και από τότε η τεχνική έχει τελειοποιηθεί, αν και υπάρχει ακόμα πολύς δρόμος, δεδομένου ότι το εμβολιασμένο δέρμα δεν είναι ικανό να αναπτύξει fulfiulos ή ιδρωτοποιούς αδένες.

Η τελευταία εφαρμογή των βλαστοκυττάρων που έχει εγκριθεί στην Ευρώπη ήταν η Holoclar, μια θεραπεία για την αποκατάσταση βλαβών που μπορεί να έχουν υποστεί τον κερατοειδή, είτε τραύματα είτε εγκαύματα.

Η διαδικασία συνίσταται στην αφαίρεση ενός μικρού τμήματος των λεμφατικών κυττάρων σε καλή κατάσταση, που είναι υπεύθυνη για την αποκατάσταση του κερατοειδούς και την καλλιέργεια τους στο εργαστήριο μέχρι να σχηματίσουν μια λεπτή κεράτινη στιβάδα που μπορεί να μεταμοσχευθεί στο μάτι του ασθενούς.

Άλλες πιθανές εφαρμογές βλαστικών κυττάρων εξετάζονται σε κλινικές δοκιμές. Οι κυριότερες εφαρμογές στην έρευνα είναι η αναγέννηση ιστών και οργάνων, η θεραπεία καρδιαγγειακών νοσημάτων και η θεραπεία ασθενειών του εγκεφάλου.

Η χρήση βλαστικών κυττάρων για την αναγέννηση των ιστών και των οργάνων είναι ίσως η πιο μελετημένη εφαρμογή τους. Εάν τα όργανα ή οι ιστοί δημιουργούνται από βλαστικά κύτταρα, μπορούν να μεταμοσχευθούν σε ανθρώπους που τις χρειάζονται, στην πραγματικότητα, έχει ήδη δημιουργηθεί ο πρώτος νεφρός με βλαστοκύτταρα και τα αποτελέσματα είναι πολλά υποσχόμενα.

Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την έρευνα σχετικά με τη χρήση βλαστοκυττάρων στη θεραπεία καρδιαγγειακών παθήσεων είναι επίσης πολύ ενθαρρυντικά.

Το 2013, μια ομάδα ερευνητών από το Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης (Ηνωμένες Πολιτείες) δημιούργησε αιμοφόρα αγγεία σε τμήματα ανθρώπινων βλαστοκυττάρων που εμφυτεύτηκαν σε ποντίκια και λειτουργούσαν σωστά. Αυτή τη στιγμή η έρευνα βρίσκεται σε εξέλιξη και προσπαθούν να την εφαρμόσουν χωρίς κίνδυνο για τον άνθρωπο.

Η χρήση βλαστικών κυττάρων για τη θεραπεία ασθενειών του εγκεφάλου, όπως η νόσος του Πάρκινσον ή του Alzheimer, μελετάται χρησιμοποιώντας εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα λόγω της δυνατότητας διαφοροποίησης. Τα αποτελέσματα φαίνονται πολλά υποσχόμενα, αν και οι μελέτες βρίσκονται ακόμα σε πολύ πρώιμο στάδιο.

Η μελέτη των βλαστοκυττάρων δεν γίνεται μόνο για τη θεραπεία ασθενειών, μελετάται επίσης για να γνωρίζει την φυσιολογική ανάπτυξη υγιών κυττάρων και να κατανοεί καλύτερα κάποιες διεργασίες όπως η διαίρεση και η κυτταρική διαφοροποίηση.

Αναφορές

1. Από τον Λούκα, Μ. (1 Σεπτεμβρίου 2015). Ποιες ασθένειες και καταστάσεις μπορούν να αντιμετωπιστούν με βλαστικά κύτταρα; Ανακτήθηκε από το EuroStemCell.
2. Διεθνής Εταιρεία για την Έρευνα Βλαστοκυττάρων, ISSCR. (s.f.). Τύποι βλαστικών κυττάρων. Ανακτήθηκε στις 20 Ιουνίου 2016, από μια πιο προσεκτική ματιά στα βλαστοκύτταρα.
3. Υπουργείο Επιστημών, Τεχνολογίας και Παραγωγικής Καινοτομίας της Δημοκρατίας της Αργεντινής. (s.f.). Ανακτήθηκε στις 20 Ιουνίου 2016, από incucai.
4. Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας. (5 Μαρτίου 2015). Στοιχεία βλαστικών κυττάρων. Ανακτήθηκε από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας.
5. Schöler, Η. R. (2007). Το Δυναμικό των Βλαστοκυττάρων: Ένας Απογραφή. Στο Ν. Knoepffler, D. Schipanski, & S. L. Sorgner, Humanbiotechnology ως Κοινωνική Πρόκληση (σελ. 28). Ashgate Publishing.
6. Σε βλαστοκύτταρα (s.f.). Θεραπείες με βλαστικά κύτταρα. Ανακτήθηκε στις 20 Ιουνίου 2016, από sobrecellesmadre.com.
7. Όροι Χρήσης Πολιτική Προστασίας Προσωπικών Δεδομένων EEO / Θετική Δράση Εργοδότης. (s.f.). Ασθένειες που μπορούν να θεραπευτούν με μεταμοσχεύσεις. Ανακτήθηκε στις 20 Ιουνίου 2016, από το Να είναι ο αγώνας.