Celulele stem sunt baza din care cresc toate părțile corpului uman.

Celulele stem sunt baza fiecărui organ și țesut din corpul nostru. Există multe tipuri diferite de celule stem care provin din diferite locuri ale corpului sau se formează în momente diferite din viața noastră. Acestea includ celulele stem embrionare, care există doar în primele etape de dezvoltare, și diferite tipuri de celule stem specifice țesutului (sau adulte), care apar în timpul dezvoltării fetale și rămân în corpul nostru pe tot parcursul vieții.

Toate celulele stem se pot reînnoi (se pot face copii) și se pot diferenția (se pot transforma în celule mai specializate). Dincolo de aceste două abilități critice, totuși, celulele stem diferă semnificativ în ceea ce pot și nu pot face și în circumstanțele în care pot și nu pot face anumite lucruri. Acesta este unul dintre motivele pentru care cercetătorii folosesc toate tipurile de celule stem în cercetarea lor.

Celulele stem embrionare

Celulele stem embrionare sunt culturi de celule extrase din țesutul epiblastic al masei intracelulare a blastocistului sau din stadiul anterior al embrionului. Blastocistul uman are dimensiunea punctului literei „i”. În dezvoltarea normală, celulele din masa celulară interioară vor duce la celulele mai specializate care dau naștere întregului corp - toate țesuturile și organele noastre. Cu toate acestea, atunci când oamenii de știință extrag masa internă a celulelor și cresc aceste celule în condiții speciale de laborator, acestea păstrează proprietățile celulelor stem embrionare.

Celulele stem embrionare sunt pluripotente, ceea ce înseamnă că pot provoca orice tip de celulă în corpul complet format, dar nu și placenta și cordonul ombilical. Cu alte cuvinte, pot dezvolta oricare dintre cele peste 200 de tipuri de celule din corpul unui adult prin aplicarea unei stimulări suficiente și necesare unui anumit tip de celule. Acestea nu contribuie la membranele embrionare suplimentare sau la placentă.

Aceste celule sunt extrem de valoroase deoarece oferă o resursă regenerabilă pentru studiul dezvoltării normale și a bolilor, precum și pentru testarea medicamentelor și alte terapii. Celulele stem embrionare umane sunt derivate în principal din blastociste create prin fertilizarea in vitro (FIV) pentru reproducere asistată, care nu mai sunt necesare.

celulelor

Celule stem specifice țesutului

Comparativ cu celulele stem embrionare, celulele stem mature sunt acum parțial diferențiate - pot deveni celule specializate aparținând unui grup mare.

Celulele stem specifice țesuturilor (numite și celule stem somatice sau adulte) sunt mai specializate decât celulele stem embrionare. De obicei, aceste celule stem pot genera diferite tipuri de celule pentru țesutul sau organul specific în care trăiesc. De exemplu, celulele stem hematopoietice (sau hematopoietice) din măduva osoasă pot provoca globule roșii, globule albe și trombocite. Cu toate acestea, celulele stem hematopoietice nu generează celule hepatice sau pulmonare sau cerebrale, iar celulele stem din alte țesuturi și organe nu generează globule roșii sau albe sau trombocite.

Unele țesuturi și organe din corpul dvs. conțin mici pete de celule stem specifice țesutului, care funcționează pentru a înlocui celulele din țesuturile care se pierd în viața zilnică normală sau leziuni, cum ar fi cele din pielea, sângele și mucoasa intestinală.

Studiul acestor celule ne-a sporit cunoștințele generale despre dezvoltarea normală, ce modificări ale îmbătrânirii apar și ce se întâmplă cu leziunile și bolile.

Probabil ai auzit de celule stem mezenchimale. Acestea sunt extrase din țesutul cordonului ombilical și pot fi procesate și propagate cu succes în condiții de laborator controlate. Celulele stem mezenchimale (MSC) sunt importante în multe aplicații terapeutice, cum ar fi bolile ereditare, regenerarea și repararea țesuturilor etc. Acestea construiesc organe ale corpului uman (traheea, pielea, urechea etc.). Până de curând, cea mai comună sursă de mezenchim a fost măduva osoasă.

Celule stem pluripotente induse

Celulele stem pluripotente induse (iPS) sunt celule care au fost construite în laborator prin conversia celulelor specifice țesutului, cum ar fi celulele pielii, în celule care se comportă ca celule stem embrionare. Celulele IPS sunt instrumente esențiale care îi ajută pe oamenii de știință să afle mai multe despre dezvoltarea normală, debutul și progresia bolii și sunt, de asemenea, utile pentru dezvoltarea și testarea de noi medicamente și terapii.

Tulpinile pluripotente induse au caracteristici similare cu cele embrionare, inclusiv capacitatea de a crea toate tipurile de celule din corp. Cu toate acestea, acestea sunt diferite, iar oamenii de știință studiază aceste diferențe pentru a le folosi ca sursă de celule sau țesuturi pentru tratament medical.

Celulele stem și îmbătrânirea sau ce se întâmplă atunci când celulele stem îmbătrânesc și obosesc?

Îmbătrânirea este un proces inevitabil cu care ne confruntăm cu toții. În cele din urmă, mușchii și sistemul nostru imunitar se vor slăbi, părul nostru va fi subțiat și mintea noastră nu va fi la fel de ascuțită ca odinioară. Dar care este biologia care stă la baza acestui proces? Ce se întâmplă dacă progresele în medicina regenerativă pot contracara acest declin și ameliora simptomele bătrâneții?

Să privim corpul nu ca un întreg, ci ca un set dinamic de celule care cresc, se schimbă, mor și se nasc. Aceste celule alcătuiesc și completează țesuturile și organele corpului, acționează în armonie și comunică în moduri fermecătoare pentru a menține corpul în stare bună de funcționare. În multe țesuturi, celulele stem adulte se află în centrul acestui proces, a cărui sarcină este de a furniza celulele pentru a menține funcția normală a țesutului și a facilita regenerarea ca răspuns la leziuni. Este logic atunci să presupunem că, pe măsură ce corpurile noastre îmbătrânesc, iar organele și abilitățile noastre încep să degenereze, celulele stem trebuie să îmbătrânească cu noi.?

De fapt, multe studii s-au preocupat de descoperirea a ceea ce se întâmplă cu celulele stem pe măsură ce îmbătrânim. De exemplu, celulele stem hematopoietice, care produc toate celulele din sânge și sistemul imunitar, cresc de fapt cu numărul odată cu vârsta. Din păcate, extinderea numărului de celule trebuie să compenseze pierderea lor generală de funcționalitate. În cele din urmă, se produc mai puține celule albe din sânge, ceea ce contribuie la un sistem imunitar deficitar și reduce rezistența la boli și infecții la vârstnici.

Și ce zici de celulele din creier?

O oportunitate fascinantă de cercetare se concentrează pe ceea ce se întâmplă cu celulele stem din creier pe măsură ce îmbătrânim. Până în anii 1960, se credea că ne-am născut cu un anumit ciclu de viață al celulelor creierului. Această dogmă a fost întreruptă de descoperirea celulelor stem nervoase (NSC), care se află în anumite zone ale creierului. Știm acum că au capacitatea de a produce glia (celulele gliale îndeplinesc în primul rând funcții mecanice și metabolice. Glia participă activ la crearea și menținerea unui mediu necesar funcționării normale a neuronilor) și a anumitor tipuri de neuroni în anumite condiții. Cu toate acestea, odată cu vârsta, capacitatea lor de a regenera celulele creierului pierdute sau deteriorate scade și au o reducere semnificativă a numărului de neuroni pe care îi pot genera.

Din fericire, apariția tehnologiilor pentru identificarea și izolarea acestor NSC înseamnă că putem explora modul în care acestea se schimbă pe măsură ce îmbătrânesc și, înarmați cu aceste cunoștințe, începem să inovăm și modalități de a opri sau inversa procesul de îmbătrânire.

Un studiu publicat recent de un grup de la Universitatea Stanford oferă noi idei interesante. Folosind un model de șoarece, echipa a investigat diferențele în NSC-uri între șoareci tineri și bătrâni și a constatat că NSC-urile la șoareci mai în vârstă au performanțe mai bune la purificarea proteinelor din celule, ceea ce a interferat cu funcționarea normală a celulelor în sine. La indivizii adulți, se observă agregarea proteinelor sau bulgări. Acest lucru este impresionant, deoarece o serie de boli neurodegenerative legate de vârstă, cum ar fi Alzheimer și Parkinson, sunt asociate cu acumularea de proteine ​​care pot înfunda celulele creierului și pot provoca defecțiuni sau moarte. Cercetătorii au descoperit că incapacitatea NSC-urilor învechite de a elimina proteinele afectează activarea și producerea de noi neuroni. Studiul a constatat că stimularea artificială a sistemului de compensare a proteinelor din NSC-urile adulte le-a dat o viață nouă, refacându-și capacitatea de a genera neuroni și creșterea numărului de NSC-uri active în creierul șoarecilor adulți.

Acest tip de cercetare de bază ne sporește înțelegerea despre biologia îmbătrânirii și oferă o bază științifică pentru potențialele tratamente noi care ar putea îmbunătăți sănătatea persoanelor în vârstă.

Și aici apare întrebarea dacă putem „vindeca” îmbătrânirea?

Deși cercetările în acest domeniu sunt încă departe de realizarea unui medicament sau tratament, se dezvoltă noi medicamente cu potențialul de a trata bolile degenerative legate de vârstă, dintre care unele pot promova regenerarea celulelor stem. Vor fi necesare timp și studii clinice controlate pentru a determina siguranța și eficacitatea acestor tratamente. Între timp, unele companii colectează și congelează celule stem tinere, în speranța că celulele vor fi utile în viitor și vor putea încetini sau depăși îmbătrânirea. Deși acest lucru poate părea atrăgător în acest moment, nu există încă nicio modalitate de a prelungi viața cuiva doar cu celule stem.

Cercetarea privind relația dintre îmbătrânire și celulele stem este un domeniu de cercetare în domeniul inovației biomedicale. Odată cu progresul în creștere, grupurile de cercetare din întreaga lume descoperă biologia de ce și cum funcția celulelor stem scade odată cu vârsta. Speranța este că într-o zi aceste studii fundamentale vor deveni tratamente care îmbunătățesc sănătatea și calitatea vieții pentru generațiile viitoare.