Шта су матичне ћелије и шта раде?
Ћелије у телу имају специфичну намену, али матичне ћелије су ћелије које још увек немају одређену улогу и могу постати готово свака ћелија која је потребна.
Матичне ћелије су недиференциране ћелије које се могу претворити у одређене ћелије, како су телу потребне.
Научнике и лекаре занимају матичне ћелије јер помажу у објашњавању како функционишу неке функције тела и како понекад пођу по злу.
Матичне ћелије такође обећавају лечење неких болести које тренутно немају лек.
Извори матичних ћелија
Матичне ћелије потичу из два главна извора: ткива одраслих тела и ембриона. Научници такође раде на начинима за развијање матичних ћелија из других ћелија, користећи генетске технике „репрограмирања“.
Матичне ћелије одраслих
Матичне ћелије могу да се претворе у било коју врсту ћелија пре него што постану диференциране.
Тело особе садржи матичне ћелије током свог живота. Тело може да користи ове матичне ћелије кад год им затребају.
Матичне ћелије специфичне за ткиво или соматске, одрасле матичне ћелије постоје у целом телу од тренутка када се ембрион развије.
Ћелије су у неспецифичном стању, али су специјализованије од ембрионалних матичних ћелија. Они остају у овом стању све док их тело не затреба у одређену сврху, рецимо, као ћелије коже или мишића.
Свакодневни живот значи да тело непрестано обнавља своја ткива. У неким деловима тела, попут црева и коштане сржи, матичне ћелије се редовно деле како би произвеле нова телесна ткива за одржавање и поправку.
Матичне ћелије су присутне унутар различитих врста ткива. Научници су пронашли матичне ћелије у ткивима, укључујући:
- мозак
- Коштана срж
- крв и крвни судови
- скелетни мишићи
- коже
- јетра
Међутим, матичне ћелије може бити тешко пронаћи. Они могу остати неподељени и неспецифични годинама док их тело не позове да поправе или израсту ново ткиво.
Матичне ћелије одраслих могу се делити или самообнављати у недоглед. То значи да могу да генеришу различите типове ћелија из органа порекла или чак да регенеришу оригинални орган, у потпуности.
Ова подела и регенерација су начин на који зараста кожна рана или како се орган попут јетре, на пример, може поправити након оштећења.
У прошлости су научници веровали да се одрасле матичне ћелије могу разликовати само на основу свог порекла. Међутим, неки докази сада сугеришу да могу да се диференцирају и да постану и други типови ћелија.
Ембрионалне матичне ћелије
Већ у најранијој фази трудноће, након што сперматозоид оплоди јајну целину, формира се ембрион.
Отприлике 3-5 дана након што сперматозоид оплоди јајну ћелију, ембрион поприма облик бластоцисте или куглице ћелија.
Бластоциста садржи матичне ћелије и касније ће се имплантирати у материци. Ембрионалне матичне ћелије потичу из бластоцисте која је стара 4-5 дана.
Када научници узимају матичне ћелије из ембриона, то су обично додатни ембриони који су резултат вантелесне оплодње (ИВФ).
У ИВФ клиникама лекари оплођују неколико јајних ћелија у епрувети како би осигурали да барем једно преживи. Затим ће имплантирати ограничени број јајних ћелија да би започели трудноћу.
Када сперматозоид оплоди јајну ћелију, ове ћелије се комбинују и формирају једну ћелију која се назива зигота.
Ова једноћелијска зигота тада почиње да се дели, формирајући 2, 4, 8, 16 ћелија итд. Сада је то ембрион.
Убрзо, и пре него што се ембрион угради у материцу, ова маса од око 150–200 ћелија је бластоциста. Бластоциста се састоји из два дела:
- спољна ћелијска маса која постаје део плаценте
- унутрашња ћелијска маса која ће се развити у људско тело
У унутрашњој ћелијској маси налазе се ембрионалне матичне ћелије. Научници их називају тотипотентним ћелијама. Термин тотипотент односи се на чињеницу да имају укупан потенцијал да се развију у било коју ћелију у телу.
Уз правилну стимулацију, ћелије могу постати крвне ћелије, ћелије коже и све друге врсте ћелија које су телу потребне.
У раној трудноћи, фаза бластоцисте наставља се око 5 дана пре имплантације ембриона у материцу или материцу. У овој фази матичне ћелије почињу да се разликују.
Матичне ћелије ембриона могу се разликовати у више типова ћелија од матичних ћелија одраслих.
Мезенхимске матичне ћелије (МСЦ)
МСЦ потичу из везивног ткива или строме која окружује телесне органе и друга ткива.
Научници су користили МСЦ за стварање нових телесних ткива, као што су кости, хрскавице и масне ћелије. Једнога дана могу играти улогу у решавању широког спектра здравствених проблема.
Индуковане плурипотентне матичне ћелије (иПС)
Научници их стварају у лабораторији, користећи ћелије коже и друге ћелије специфичне за ткиво. Ове ћелије се понашају на сличан начин као ембрионалне матичне ћелије, па би могле бити корисне за развијање низа терапија.
Међутим, потребно је више истраживања и развоја.
Да би узгајали матичне ћелије, научници прво ваде узорке из одраслог ткива или ембриона. Затим ове ћелије смештају у контролисану културу где ће се делити и размножавати, али не и даље специјализовати.
Матичне ћелије које се деле и размножавају у контролисаној култури називају се линијом матичних ћелија.
Истраживачи управљају и деле линије матичних ћелија у различите сврхе. Они могу стимулисати матичне ћелије да се специјализују на одређени начин. Овај процес је познат као усмерена диференцијација.
До сада је било лакше узгајати велики број ембрионалних матичних ћелија него матичних ћелија одраслих. Међутим, научници напредују са оба типа ћелија.
Врсте матичних ћелија
Истраживачи категоришу матичне ћелије према њиховом потенцијалу да се диференцирају у друге врсте ћелија.
Ембрионалне матичне ћелије су најмоћније, јер је њихов посао да постану све врсте ћелија у телу.
Потпуна класификација укључује:
Тотипотент: Ове матичне ћелије могу да се диференцирају у све могуће типове ћелија. Првих неколико ћелија које се појаве како зигота почне да се дели су тотипотентне.
Плурипотент: Ове ћелије се могу претворити у скоро сваку ћелију. Ћелије раног ембриона су плурипотентне.
Мултипотентне: Ове ћелије могу да се диференцирају у блиско повезану породицу ћелија. На пример, одрасле крвотворне матичне ћелије могу постати црвене и беле крвне ћелије или тромбоцити.
Олигопотент: Они се могу разликовати у неколико различитих типова ћелија. Одрасле лимфоидне или мијелоидне матичне ћелије то могу учинити.
Унипотентни: Они могу да произведу само ћелије једне врсте, што је њихов сопствени тип. Међутим, они су и даље матичне ћелије јер се могу обновити. Примери укључују матичне ћелије одраслих мишића.
Ембрионалне матичне ћелије се сматрају плурипотентним уместо тотипотентним, јер не могу постати део екстра-ембрионалних мембрана или плаценте.
Користи
Матичне ћелије саме себи не служе ни у једну сврху, али су важне из неколико разлога.
Прво, уз праву стимулацију, многе матичне ћелије могу да преузму улогу било које врсте ћелија и могу да регенеришу оштећено ткиво под правим условима.
Овај потенцијал може спасити животе или поправити ране и оштећења ткива код људи након болести или повреде. Научници виде многе могуће употребе матичних ћелија.
Регенерација ткива
Регенерација ткива је вероватно најважнија употреба матичних ћелија.
До сада је особа којој је био потребан нови бубрег, на пример, морала да сачека донора, а затим се подвргне трансплантацији.
Постоји недостатак донаторских органа, али, упућујући матичне ћелије да се разликују на одређени начин, научници би их могли користити за узгој одређене врсте ткива или органа.
Као пример, лекари су већ користили матичне ћелије непосредно испод површине коже да би направили ново ткиво коже. Тада могу поправити озбиљну опекотину или другу повреду калемљењем овог ткива на оштећену кожу и нова кожа ће поново израсти.
Лечење кардиоваскуларних болести
2013. године тим истраживача из опште болнице Массацхусеттс известио је ПНАС рано издање да су створили крвне судове на лабораторијским мишевима, користећи људске матичне ћелије.
У року од 2 недеље од имплантације матичних ћелија, створиле су се мреже крвних жила. Квалитет ових нових крвних судова био је добар као и оближњи природни.
Аутори су се надали да би ова врста технике на крају могла помоћи у лечењу људи са кардиоваскуларним и васкуларним болестима.
Лечење болести мозга
Лекари ће једног дана моћи да користе ћелије и ткива за замену за лечење можданих болести, попут Паркинсонове и Алцхајмерове болести.
На пример, код Паркинсонове болести оштећење можданих ћелија доводи до неконтролисаних покрета мишића. Научници би могли да користе матичне ћелије за допуну оштећеног можданог ткива. Ово би могло вратити специјализоване мождане ћелије које заустављају неконтролисане покрете мишића.
Истраживачи су већ покушали да диференцирају ембрионалне матичне ћелије у ове врсте ћелија, па лечење обећава.
Терапија ћелијског недостатка
Научници се надају да ће једног дана у лабораторији моћи да развију здраве срчане ћелије које могу да пресаде људима који имају срчане болести.
Те нове ћелије могу поправити оштећења срца поновним насељавањем срца здравим ткивом.
Слично томе, људи са дијабетесом типа И могли би да добију ћелије панкреаса да замене ћелије које производе инсулин, а које је њихов имуни систем изгубио или уништио.
Једина тренутна терапија је трансплантација панкреаса, а врло мало панкреаса је доступно за трансплантацију.
Третмани болести крви
Лекари сада рутински користе одрасле хематопоетске матичне ћелије за лечење болести, попут леукемије, анемије српастих ћелија и других проблема са имунодефицијенцијом.
Хематопоетске матичне ћелије се јављају у крви и коштаној сржи и могу да произведу све врсте крвних зрнаца, укључујући црвене крвне ћелије које носе кисеоник и беле крвне ћелије које се боре против болести.
Донирање или сакупљање матичних ћелија
Људи могу донирати матичне ћелије да би помогли вољеној особи или, можда, за своју употребу у будућности.
Донације могу доћи из следећих извора:
Коштана срж: Ове ћелије се узимају под општим анестетиком, обично из кука или карличне кости. Тада техничари изолују матичне ћелије из коштане сржи ради складиштења или донирања.
Периферне матичне ћелије: Особа прима неколико ињекција због којих њихова коштана срж ослобађа матичне ћелије у крв. Затим се крв уклања из тела, машина одваја матичне ћелије и лекари враћају крв у тело.
Крв из пупчане врпце: Матичне ћелије се могу сакупити из пупчане врпце након порођаја, без штете по бебу. Неки људи дају крв из пупчане врпце, а други је складиште.
Ово сакупљање матичних ћелија може бити скупо, али предности за будуће потребе укључују:
- матичне ћелије су лако доступне
- мање шансе да се трансплантирано ткиво одбаци ако потиче из сопственог тела примаоца
Истраживање и научно откриће
Матичне ћелије су корисне не само као потенцијална терапија већ и у истраживачке сврхе.
На пример, научници су открили да укључивање или искључивање одређеног гена може проузроковати његову диференцијацију. Знајући да им ово помаже да истраже који гени и мутације узрокују које последице.
Наоружани овим знањем, могли би да открију шта узрокује широк спектар болести и стања, од којих нека још увек немају лек.
Ненормална подела и диференцијација ћелија одговорни су за стања која укључују рак и урођене сметње које потичу од рођења. Знање шта доводи до дељења ћелија на погрешан начин могло би довести до излечења.
Матичне ћелије такође могу помоћи у развоју нових лекова. Уместо да тестирају лекове на хуманим добровољцима, научници могу да процене како лек делује на нормално, здраво ткиво тако што ће га тестирати на ткиву узгојеном из матичних ћелија.
Видео: Шта су матичне ћелије?
Погледајте видео како бисте сазнали више о матичним ћелијама.
Контроверза
Било је неких контроверзи око истраживања матичних ћелија. Ово се углавном односи на рад на ембрионалним матичним ћелијама.
Употреба ембриона за матичне ћелије
Аргумент против употребе ембрионалних матичних ћелија је тај што уништава људску бластоцисту, а оплођено јајашце не може да се развије у човека.
У данашње време истраживачи траже начине да створе или користе матичне ћелије које не укључују ембрионе.
Мешање људи и животиња
Истраживање матичних ћелија често укључује уметање људских ћелија у животиње, попут мишева или пацова. Неки људи тврде да би ово могло створити организам који је део човека.
У неким земљама је илегално производити линије ембрионалних матичних ћелија. У Сједињеним Државама научници могу стварати или радити са ембрионалним линијама матичних ћелија, али је незаконито користити савезне фондове за истраживање линија матичних ћелија створених после августа 2001. године.
Терапија матичним ћелијама и регулација ФДА
Неки људи већ нуде „терапије матичним ћелијама“ у разне сврхе, попут третмана против старења.
Међутим, већина ових употреба нема одобрење америчке Управе за храну и лекове (ФДА). Неки од њих могу бити илегални, а неки опасни.
Свако ко размишља о лечењу матичним ћелијама треба да провери код добављача или код ФДА да ли производ има одобрење и да ли је направљен на начин који испуњава стандарде ФДА за сигурност и ефикасност.
