Mik az őssejtek, és mit csinálnak?
A test sejtjeinek meghatározott céljai vannak, de az őssejtek olyan sejtek, amelyeknek még nincs meghatározott szerepük, és szinte minden olyan sejtké válhatnak, amelyre szükség van.
Az őssejtek differenciálatlan sejtek, amelyek specifikus sejtekké válhatnak, mivel a testnek szüksége van rájuk.
A tudósokat és az orvosokat érdeklik az őssejtek, mivel segítenek megmagyarázni, hogy a test egyes funkciói hogyan működnek, és néha hogyan romlanak el.
Az őssejtek ígéretet mutatnak olyan betegségek kezelésére is, amelyek jelenleg nem gyógyíthatók.
Az őssejtek forrásai
Az őssejtek két fő forrásból származnak: felnőtt testszövetekből és embriókból. A tudósok azon is dolgoznak, hogy miként lehetne más sejtekből származó őssejteket kifejleszteni, genetikai „újraprogramozási” technikák alkalmazásával.
Felnőtt őssejtek
Az őssejtek bármilyen sejtté válhatnak, mielőtt differenciálódnának.
Egy személy teste egész életében őssejteket tartalmaz. A test ezeket az őssejteket bármikor felhasználhatja.
Szövetspecifikus vagy szomatikus őssejteknek is nevezik, a felnőtt őssejtek az egész testben léteznek az embrió kialakulásának pillanatától.
A sejtek nem specifikus állapotban vannak, de inkább specializálódtak, mint az embrionális őssejtek. Addig maradnak ebben az állapotban, amíg a testnek nincs szüksége rájuk egy meghatározott célra, mondjuk bőr- vagy izomsejtként.
A mindennapi élet azt jelenti, hogy a test folyamatosan megújítja szöveteit. A test egyes részein, például a bélben és a csontvelőben, az őssejtek rendszeresen osztódnak, hogy új testszöveteket állítsanak elő karbantartásuk és javításuk céljából.
Az őssejtek különböző típusú szövetekben vannak jelen. A tudósok őssejteket találtak a szövetekben, többek között:
- az agy
- csontvelő
- vér és erek
- vázizmok
- bőr
- a máj
Az őssejteket azonban nehéz megtalálni. Évekig maradhatnak osztatlanok és nem specifikusak, amíg a test meg nem hívja őket új szövetek helyreállítására vagy növesztésére.
A felnőtt őssejtek korlátlanul megoszthatók vagy önmegújulhatnak. Ez azt jelenti, hogy különféle sejttípusokat képesek előállítani a kiinduló szervből, vagy akár teljesen megújítani az eredeti szervet.
Ez a felosztás és a regeneráció hogyan gyógyítja meg a bőr sebét, vagy hogyan képes egy szerv, például a máj helyrehozni magát károsodás után.
Korábban a tudósok úgy vélték, hogy a felnőtt őssejtek csak származási szövetük alapján különböztethetők meg. Egyes bizonyítékok azonban arra utalnak, hogy megkülönböztethetők más sejttípusokká is.
Embrionális őssejtek
A terhesség legkorábbi szakaszától kezdve, miután a sperma megtermékenyíti a petesejtet, embrió képződik.
Körülbelül 3-5 nappal azután, hogy a sperma megtermékenyíti a petesejtet, az embrió blasztociszta vagy sejtgömb formáját ölti.
A blasztocisztában őssejtek vannak, és később beültetik őket az anyaméhbe. Az embrionális őssejtek egy 4-5 napos blasztocisztából származnak.
Amikor a tudósok őssejteket vesznek embriókból, ezek általában extra embriók, amelyek in vitro megtermékenyítésből (IVF) származnak.
Az IVF klinikákon az orvosok több petét megtermékenyítenek egy kémcsőben annak biztosítása érdekében, hogy legalább egy életben maradjon. Ezután korlátozott számú petét ültetnek be a terhesség megkezdéséhez.
Amikor a sperma megtermékenyíti a petesejtet, ezek a sejtek egyesülve egyetlen sejtet képeznek, amelyet zigótának hívnak.
Ez az egysejtű zigóta akkor kezd osztódni, 2, 4, 8, 16 sejtet alkotva stb. Most ez egy embrió.
Hamarosan és az embrió beültetése előtt a méhbe ez a körülbelül 150–200 sejt tömeg a blasztociszta. A blasztociszta két részből áll:
- egy külső sejttömeg, amely a placenta részévé válik
- belső sejttömeg, amely az emberi testbe fejlődik
A belső sejttömeg az, ahol az embrionális őssejtek találhatók. A tudósok ezeket totipotens sejteknek hívják. A totipotens kifejezés arra a tényre utal, hogy teljes potenciáljuk van a test bármely sejtjévé fejlődni.
Megfelelő stimulációval a sejtek vérsejtekké, bőrsejtekké és minden más sejttípusgá válhatnak, amelyekre a testnek szüksége van.
A terhesség korai szakaszában a blasztociszta szakasz körülbelül 5 napig folytatódik, mielőtt az embrió beültetné a méhbe vagy az anyaméhbe. Ebben a szakaszban az őssejtek elkezdenek differenciálódni.
Az embrionális őssejtek több sejttípusra képesek differenciálódni, mint a felnőtt őssejtek.
Mesenchymális őssejtek (MSC)
Az MSC-k a test szerveit és más szöveteket körülvevő kötőszövetből vagy stromából származnak.
A tudósok az MSC-k segítségével új testszöveteket hoztak létre, például csontot, porcot és zsírsejteket. Egyszer szerepet játszhatnak számos egészségügyi probléma megoldásában.
Indukált pluripotens őssejtek (iPS)
A tudósok ezeket laboratóriumban hozzák létre, bőrsejteket és más szövetspecifikus sejteket felhasználva. Ezek a sejtek az embrionális őssejtekhez hasonló módon viselkednek, így hasznosak lehetnek számos terápia kidolgozásában.
További kutatásra és fejlesztésre van azonban szükség.
Az őssejtek szaporításához a tudósok először mintákat vonnak ki felnőtt szövetből vagy embrióból. Ezután ezeket a sejteket ellenőrzött tenyészetbe helyezik, ahol osztódni és szaporodni fognak, de nem specializálódnak tovább.
Azokat az őssejteket, amelyek kontrollált tenyészetben osztódnak és szaporodnak, őssejtvonalnak nevezzük.
A kutatók különböző célokra kezelik és osztják meg az őssejtvonalakat. Serkenthetik az őssejteket, hogy speciális módon specializálódjanak. Ezt a folyamatot irányított differenciálásnak nevezik.
Eddig könnyebb volt nagyszámú embrionális őssejtet növeszteni, mint a felnőtt őssejteket. A tudósok azonban mindkét sejttípussal előrelépést mutatnak.
Az őssejtek típusai
A kutatók az őssejteket kategorizálják aszerint, hogy képesek-e más típusú sejtekké differenciálódni.
Az embrionális őssejtek a leghatékonyabbak, mivel feladatuk a test minden sejtjévé válni.
A teljes osztályozás a következőket tartalmazza:
Totipotens: Ezek az őssejtek minden lehetséges sejttípusra megkülönböztethetők. Az első néhány sejt, amely akkor jelenik meg, amikor a zigóta osztódni kezd, totipotens.
Pluripotens: Ezekből a sejtekből szinte minden sejt átalakulhat. A korai embrió sejtjei pluripotensek.
Multipotens: Ezek a sejtek megkülönböztethetők szorosan kapcsolódó sejtcsaládokká. A felnőtt vérképző őssejtek például vörös és fehérvérsejtekké vagy vérlemezkékké válhatnak.
Oligopotens: Ezek néhány különböző sejttípusra differenciálódhatnak. Felnőtt limfoid vagy mieloid őssejtek képesek erre.
Unipotens: Ezek csak egyfajta sejteket képesek előállítani, ami a saját típusuk. Ezek azonban továbbra is őssejtek, mert megújulhatnak. Ilyen például a felnőtt izom őssejtje.
Az embrionális őssejteket a totipotens helyett pluripotensnek tekintik, mert nem válhatnak az extra-embrionális membránok vagy a placenta részévé.
Használ
Az őssejtek önmagukban nem szolgálnak egyetlen célt, de több okból is fontosak.
Először is, megfelelő stimulációval sok őssejt felveheti bármilyen típusú sejt szerepét, és megfelelő körülmények között regenerálhatja a sérült szöveteket.
Ez a potenciál életet menthet, vagy helyrehozhatja a sebeket és a szövetek károsodását egy betegség vagy sérülés után. A tudósok számos lehetséges felhasználást látnak az őssejtek számára.
A szövetek regenerálása
A szövetregeneráció valószínűleg az őssejtek legfontosabb felhasználása.
Eddig annak a személynek, akinek új vesére volt szüksége, várnia kellett egy donorra, majd átültetni.
A donorszervekből hiány van, de az őssejtek bizonyos módon történő megkülönböztetésére való utasításával a tudósok felhasználhatják őket egy adott szövettípus vagy szerv növesztésére.
Például az orvosok már használták a bőr felszínének alatti őssejteket új bőrszövet előállításához. Ezután kijavíthatják a súlyos égést vagy más sérülést, ha ezt a szövetet beoltják a sérült bőrre, és új bőr nő vissza.
Szív- és érrendszeri betegségek kezelése
2013-ban a Massachusettsi Általános Kórház kutatócsoportja beszámolt a PNAS Early Edition hogy laboratóriumi egerekben ereket hoztak létre emberi őssejtek felhasználásával.
Az őssejtek beültetését követő 2 héten belül vérrel perfundált erek hálózatai alakultak ki. Ezen új erek minősége ugyanolyan jó volt, mint a közeli természetes erek.
A szerzők azt remélték, hogy ez a fajta technika végül segíthet a szív- és érrendszeri és érrendszeri betegségekben szenvedők kezelésében.
Agybetegség kezelése
Az orvosok egy napon képesek lehetnek helyettesítő sejteket és szöveteket használni agybetegségek, például a Parkinson-kór és az Alzheimer-kór kezelésére.
A Parkinson-kórban például az agysejtek károsodása kontrollálatlan izommozgásokhoz vezet. A tudósok őssejteket használhatnak a sérült agyszövet pótlására. Ez visszahozhatja azokat a speciális agysejteket, amelyek megállítják az ellenőrizetlen izommozgásokat.
A kutatók már megpróbálták megkülönböztetni az embrionális őssejteket ilyen típusú sejtekre, ezért a kezelések ígéretesek.
Sejthiány-terápia
A tudósok abban reménykednek, hogy egy nap képesek lesznek egészséges szívsejteket kifejleszteni egy laboratóriumban, amelyet átültethetnek szívbetegekbe.
Ezek az új sejtek helyreállíthatják a szívkárosodást a szív egészséges szövetekkel történő újratelepítésével.
Hasonlóképpen, az I. típusú cukorbetegek hasnyálmirigy-sejteket kaphatnak az inzulintermelő sejtek helyettesítésére, amelyeket saját immunrendszerük elvesztett vagy megsemmisített.
Az egyetlen jelenlegi terápia a hasnyálmirigy-transzplantáció, és nagyon kevés hasnyálmirigy áll rendelkezésre transzplantációra.
Vérbetegségek kezelése
Az orvosok ma már rutinszerűen használják a felnőtt vérképző őssejteket olyan betegségek kezelésére, mint a leukémia, a sarlósejtes vérszegénység és más immunhiányos problémák.
A vérképző őssejtek a vérben és a csontvelőben fordulnak elő, és minden vérsejt-típust előállíthatnak, beleértve az oxigént szállító vörösvértesteket és a betegségekkel küzdő fehérvérsejteket is.
Az őssejtek adományozása vagy begyűjtése
Az emberek adományozhatnak őssejteket, hogy segítsenek egy szerettüknek, vagy esetleg saját használatra a jövőben.
Az adományok a következő forrásokból származhatnak:
Csontvelő: Ezeket a sejteket általános érzéstelenítés alatt veszik fel, általában a csípő vagy a medence csontjából. Ezután a technikusok tárolás vagy adományozás céljából izolálják az őssejteket a csontvelőből.
Perifériás őssejtek: Egy személy több injekciót kap, amelyek miatt a csontvelője őssejteket bocsát ki a vérbe. Ezután a vért eltávolítják a testből, egy gép elválasztja az őssejteket, és az orvosok visszajuttatják a vért a testbe.
Köldökzsinórvér: Az őssejteket a szülés után lehet kinyerni a köldökzsinórból, a csecsemőnek nem árt. Vannak, akik a zsinórvért adják, mások pedig tárolják.
Ez az őssejtek begyűjtése drága lehet, de a jövőbeli igények előnyei:
- az őssejtek könnyen hozzáférhetők
- kevesebb esély van arra, hogy az átültetett szövetet elutasítsák, ha az a befogadó saját testéből származik
Kutatás és tudományos felfedezés
Az őssejtek nemcsak potenciális terápiákként, hanem kutatási célokra is hasznosak.
Például a tudósok megállapították, hogy egy adott gén be- vagy kikapcsolása megkülönböztetést okozhat. Ennek ismerete segít abban, hogy megvizsgálják, mely gének és mutációk milyen hatásokat okoznak.
Ezzel az ismerettel felfedezhetik, hogy mi okozza a betegségek és állapotok széles skáláját, amelyek közül némelyikre még nincs gyógymód.
A kóros sejtosztódás és a differenciálódás felelős a rákot és a születésből eredő veleszületett fogyatékosságokat magában foglaló állapotokért. Annak ismerete, hogy mi okozza a sejtek rossz megosztódását, gyógyuláshoz vezethet.
Az őssejtek új gyógyszerek kifejlesztésében is segíthetnek. Ahelyett, hogy a gyógyszereket emberi önkénteseken tesztelnék, a tudósok felmérhetik, hogy a gyógyszer hogyan hat a normális, egészséges szövetre, az őssejtekből kinőtt szöveteken tesztelve.
Videó: Mik az őssejtek?
Nézze meg a videót, hogy többet megtudjon az őssejtekről.
Vita
Volt némi vita az őssejtek kutatásával kapcsolatban. Ez főleg az embrionális őssejteken végzett munkához kapcsolódik.
Az embriók használata őssejtekhez
Az embrionális őssejtek használata ellen az az érv áll, hogy az elpusztítja az emberi blasztocisztát, és a megtermékenyített petesejt nem fejlődhet emberré.
Manapság a kutatók olyan őssejtek létrehozásának vagy felhasználásának módját keresik, amelyek nem tartalmaznak embriókat.
Emberek és állatok keverése
Az őssejtkutatás során gyakran emberi sejteket helyeznek be állatokba, például egerekbe vagy patkányokba. Egyesek azzal érvelnek, hogy ez létrehozhat egy olyan szervezetet, amely része embernek.
Egyes országokban illegális az embrionális őssejtvonalak előállítása. Az Egyesült Államokban a tudósok alkothatnak embrionális őssejtvonalakat vagy dolgozhatnak velük, de törvénytelen a szövetségi alapok felhasználása a 2001 augusztusa után létrehozott őssejtvonalak kutatására.
Őssejt terápia és az FDA szabályozása
Vannak, akik már számos célra kínálnak „őssejt-terápiákat”, például öregedésgátló kezeléseket.
Ezeknek a felhasználásoknak a többségét azonban nem engedélyezte az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala (FDA). Némelyikük illegális, más része pedig veszélyes is lehet.
Bárki, aki őssejtkezelést fontolgat, ellenőrizze a szolgáltatótól vagy az FDA-tól, hogy a termék rendelkezik-e jóváhagyással, és hogy az FDA biztonsági és hatékonysági szabványainak megfelelő módon készült-e.
