Celulele Stem
Celulele stem - Denumite si suse sau primare, aceste celule formeaza un adevarat sistem de reparare a organismului. Cand o celula musculara, nervoasa sau de orice alta natura este vatamata, celula stem o inlocuieste. Ea are extraordinara capacitate de a se transforma in orice alt tip de celule, pentru a regenera tesuturi.
Celulele stem - Singurele limitari in domeniul celulelor stem sunt date de cercetarile aflate la inceput. Sa ne imaginam ca am putea reda memoria celor suferinzi de Alzheimer's, ca am putea inlocui pielea celor care si-au lezat-o intr-un accident sau ca am putea reda mersul unei persoane dependente de carucior. Inainte ca oamenii de stiinta sa foloseasca celulele stem in scopuri terapeutice, trebuie ca mai intai sa le poata controla imensul potential. Nu se poate trata o boala pana nu se cunoste cum se pot manipula si controla celule stem astfel incat sa produca tesutul, sau organul dorit.
Ce sunt celulele stem?
O celula stem este caramida de baza a organismului unam. Celule stem ale unui embrion vor da nastere oricarei celule, tesut, organ din corpul fatului. Spre deosebire de o celula obisnuita care se poate diviza si sa dea nasterea la o noua celula , dar de acelasi tip , celule stem sunt pluripotente. Cand se divid pot da nastere oricarui tip de celule din cele 220 celule diferite existente in corpul uman. Celulele stem au capacitatea de a se reinnoi - se pot auto-reproduce de mai multe ori. Exista doua tipuri de celule stem: celulele stem embrionare si celulele stem adulte.
Celulele stem embrionare provin din embrioni - celule provenite din primul stadiu al dezvoltarii umane. Un embrion aflat intre trei si cinci zile, contine celule stem angajate in crearea de diferite tesuturi si organe pentru viitorul fat.La adulti, celule stem se mai gasesc in inima, creier, oase, plamani si alte organe. Sunt rezerva noastra pentru regenerarea celulelor distruse de boli din organism.
Initial se credea ca celule stem adulte sunt cu mult mai limitate in posibilitati decat cele embrionare si ca ar da nastere doar la tesuturi de tipul celor din care provin, dar noile cercetari ne indica faptul ca celulele stem adulte pot genera si alte tipuri de tesuturi . De exemplu, celulele hepatice pot fi folosite pentru producerea de insulina, care de obicei este creata de pancreas.
De unde obtin cercetatorii celulele stem?
La inceputul anilor 1980 cercetatorii reuseau sa extraga celule stem embrionare de la soareci, si sa-i dezvolte sub observatie in laborator. In 1998, au produs celule stem embrionare umane pentru prima data in laborator. De unde obtin cercetatorii embrioni umani? Embrionii pot fi obtinuti prin reproductie - prin fecundarea ovului de catre un spermatozoid - sau prin clonare. Cercetatorii nu sunt nevoiti sa creeze embrioni din spermatozoizi si ovule, pentru ca ii pot obtine de la clinicile de fertilizare.
Uneori cuplurile care incearca sa aiba un copil creaza mai multi embrioni (prin metoda in-vitro) dar nu sunt toti folositi. Ei ii pot dona pentru cercetare, alfel vor fi distrusi. O alta metoda de creare a embrionilor este prin tehnica numita clonare terapeutica. Aceasta tehnica contopeste o celula (de la pacientul care are nevoie de terapia prin celule stem ) cu un ovul donat.
Nucleul ovulului este inlocuit cu nucleul din celula pacientului. Acest ovul este stimulat chimic sau electric sa se divida, iar embrionul rezultat va purta materialul genetic al pacientului astfel scazand sansele ca organismul sa respinga celule stem implantate. Ambele metode sunt controversate (folosirea de embrioni existenti, sau creare de embrioni in scopuri terapeutice ).
SURSA 02
In 1998, oamenii de stiinta au descoperit o modalitate de a cultiva in laborator, in cantitati mari, un tip de celule numite celule stem umane. Aceste celule stem se pot dezvolta devenind aproape orice tip de celula din cele peste 200 de tipuri care exista in organismul uman, inclusiv celule pancreatice.
Potrivit unui raport intocmit de Institutul American al sanatatii, "celule stem ar putea detine cheia la inlocuirea celulelor care se pierd in multe boli devastatoare". Cateva dintre aceste boli ar fi "boala Parkinson, diferite forme de diabet, bolile cardiace cronice, bolile renale in ultima faza, insuficenta hepatica si cancerul". Celulele stem pot produce si sange, ceea ce i-a determinat pe unii sa afirme ca s-ar putea sa nu mai fie nevoie nici macar de banci de sange. De fapt, medicii folosesc celule stem de mai multi ani pentru a trata anumite boli de sange. Aceste terapii implicau, in general, un transplant de maduva osoasa, bogata in celule stem care produc sange; in prezent insa, medicii prefera sa obtina celule stem din sangele circulator. Intrucat terapiile cu celulele stem ofera speranta regenerarii unor tesuturi noi, sanatoase, ele au ajuns sa poarte numele generic de "medicina regenerativa".
Totusi, unele aspecte legate de aceasta stiinta aflata la inceput de drum sunt foarte controversate. Multi oameni, inclusiv un mare numar de oameni de stiinta, considera ca folosirea celulelor stem umane - mai ales a celor obtinute din embrioni sau fetusi - considera o desconsiderare a sfinteniei vietii umane. Aceasta chestiune a devenit atat de controversata, incat a fost asemanata cu un "teren minat pa plan etic si politic".
In mainile unui olar iscusit, o bucata de lut moale poate lua practic orice forma. Celulele stem embrionare constituie echivalentul viu al unei astfel de bucati de lut moale; ele au potentialul de a produce practic toate cele peste 200 de tipuri de celule ce alcatuiesc corpul uman. Cum reusesc acest lucru? Sa vedem ce se intampla cu un ovul fertilizat de putin timp.
Imediat dupa fertilizare, celula-ou rezultata incepe sa se divida. La om, dupa cinci zile de diviziune celulara, se ajunde la o minuscula sfera de celule, numita blastocist. In esenta, acesta este o sfera cavitara alcatuita dintr-un strat exterior de celule asemanator unei coji si un mic grup de celule (circa 30 la numar) numit buton embrionar, fixat de peretele sferei, in interiorul acesteia. Din stratul exterior se formeaza placenta, iar din butonul embrionar, embrionul uman.
In stadiul blastocist insa, celulele din butonul embrionar nu sunt inca specializate in tipuri de celule cu rol bine definit, cum ar fi celule nervoase, renale sau musculare. Prin urmare, ele sunt numite celule stem. Intrucat celulele stem pot produce aproape toate tipurile de celule din corp, se spune despre ele ca sunt pluripotente. Pentru a intelege mai bine entuziasmul si controversele generate de acest tip de celule, sa vedem in continuare ce au facut cercetatorii pana in prezent si care sunt obiectivele lor. Sa incepem cu celulele stem embrionare.
Celulele stem embrionare
Iata ce se spune intr-un raport intitulat Stem Cells and Future of Regenerative Medicine ( Celulele stem si viitorul medicinei regenerative): "In ultimii trei ani s-a reusit sa se extrage celule stem [embrionare umane] din blastocist si sa fie pastrate in laborator in stare nediferentiata in linii celulare de cultura". In cuvinte mai simple, celulele stem embrionare pot fi cultivate cu scopul de a produce un numar nelimitat de copii identice. Din celule stem embrionare prevelate de la soareci (cultivate pentru prima oara in 1981) s-au obtinut in laborator miliarde de duplicate!
Intrucat toate aceste celule raman nediferentiate, oamenii de stiinta spera ca, folosind triggerul biochimic corescundator, celulele stem sa se dezvolte practic in toate tipurile de celule ce ar putea fi necesare pentru terapia de inlocuire a tesuturilor. Cu alte cuvinte, celulele stem sunt privite drept o potentiala sursa inepuizabila de "piese de schimb".
In cadrul a doua studii efectuate pe animale, cercetatorii au manipulat celule stem embrionare obtinand celule care produc insulina, pe care apoi le-au transplantat la soareci diabetici. Intr-un studiu, simptomele asociate cu diabetul au fost eliminate, in schimb, in celalalt studiu, noile celule nu au reusit sa produca suficienta insulina. Oamenii de stiinta au inregistrat succese partiale si in cadrul altor studii similare in ce priverste restabilirea functiei nervoase in caz de traumatism al maduvei spinarii si in corectarea simptomelor bolii Parkinson. "Aceste studii ofera sperante, dar nu si dovezi care sa ne convinga ca terapii asemanatoare pot fi eficiente si la om", precizeaza Academia Americana de Stiinte Naturale. Dar de ce sunt cercetarile asupra celulelor stem embrionare umane un subiect atat de controversat?
Motive de ingrijorare
Principalul motiv de ingrijorare ar fi ca metoda de extragere a celulelor stem embrionare distruge in mare parte embrionul. Academia Americana de Stiinte Naturale arata ca acest lucru "impiedica respectivul embrion uman sa se dezvolte pentru a devenii o fiinta umana. Pentru cei care considera ca viata unei fiinte umane incepe chiar din momentul conceperii, cercetarile asupra CSE [celulele stem embrionare] constituie o violare a principiilor cere interzic distrugerea vietii umane si recurgerea la terapii ce folosesc viata umana ca mijloc pentru atingerea unor scopuri, indiferent cat de nobile ar fi ele".
De unde iau laboratoarele embrionii de la care extrag celulele stem? In geleral, de la clinicile de fertilizare in vitro, unde femeile ofera ovule pentru fertilizarea in vitro. Embrionii ramasi sunt fie inghetati, fie aruncati. O clinica din India arunca peste 1000 de embrioni umani in fiecare an.
Desi cercetarile asupra celulelor stem embrionare continua, unii oameni de stiinta isi concentreaza eforturile asupra unui tip de celule stem care sunt un subiect mai putin controversat: celulele stem adulte.
Celulele stem adulte
"Celula stem adulta, afirma National Institutes of Health (NIH) din Statele Unite, este o celula nediferentiata (nespecializata) care se gasesta intr-un tesut diferentiat (specializat)", cum ar fi maduva osoasa, sangele si vasele de sange, epiderma, maduva spinarii, ficatul, tractul gastrointestinal si pancreasul. Initial cercetarile au sugerat ca posibilitatile de folosire a celulelor stem adulte sunt mai limitate decat in cazul "colegelor" lor, celulele stem embrionare. Totusi, ultimile decoperiri facute in cadrul studiilor pe animale au lasat sa se inteleaga ca anumite tipuri de celule stem adulte au capacitatea sa se diferentieze intr-un tip de tesut diferit de cel din care au fost extrase.
Celulele stem adulteluate din sange si din maduva osoasa, numite celule stem hematopoietice (CSH), au capacitatea de a se "regenera incontinuu in maduva si de a se diferentia complet intoate tipurile de celule care se gasesc in sange", precideaza Academia Americana de Stiinte Naturale. Acest tip de celule este deja folosit la tratarea leucemiei si a altor boli de sange. Potrivit opiniei pe care o au in prezent unii oameni de stiinta, CSH-urile par sa produca si celule nesanguine, cum ar fi celulele hepatice si celulele care seamana cu neuronii si cu alte tipuri de celule ce se gasesc in creier.
Folosind un alt tip de celule extrase din maduva osoasa a soarecilor, niste cercetatori din Statele Unite au facut, dupa cat se pare, o alta descoperire importanta. Din studiul lor, publicat in revista , reiese ca aceste celule par sa aiba "aceeasi multifunctionalitate ca si celulele stem embrionare", se arata in ziarul The New York Times. "In principiu", se spune in continuare in ziar, aceste celule stem adulte ar putea "face tot ce se asteapta de la celulele stem embrionare". Cu toate acestea, cercetatorii care lucreaza cu celule stem adulte trebuie sa depaseasca obstacole majore. Aceste celule sunt rare si greu de identificat. In schimb, avantajele medicale pe care le ofera ele nu vor implica distrugerea embrionilor umani.
Medicina regenerativa si riscurile asupra sanatatii
Indiferent de tipul de celula stem folosita, terapiile vor prezenta in continuare dezavantaje majore - chiar si in cazul in care oamenii de stiinta vor stapanii bine metodele de obtinere a tesuturilor pentru transplant. Un obstacol ar fi respingerea tesutului strain de sistemul imumitar al primitorului. In prezent, solutia consta in administrarea unio medicamente puternice care suprima sistemul imunitar; aceste medicamente au insa efecte secundare grave. Ingineria genetica ar putea ajuta la depasirea problemei daca celulele stem sa fie modificate in asa fel incat tesuturile obtinute din ele sa nu para straine pentru noua lor gazda.
O alta posibilitate ar fi utilizarea de celule stem extrase chiar din tesutul bolnavului. In primele teste clinice efectuate pentru tratarea lupusului s-au folosit deja celule stem hemetopoietice prevelate din tesutul bolnavului. Diabetul insulino-dependent ar putea reactiona favorabil la terapii de acest gen atata timp cat noul tesut nu este susceptibil la acelasi atac autoimun care s-ar putea sa fi cauzat aparitia diabetului. Si cei ce sufera de anumite boli de inima pot beneficia de pe urma terapiilor cu celule stem. O sugestie ar fi ca bolnavii care sunt vulnerabili la astfel de boli sa doneze celule stem in prealabil, pentru ca ele sa poata fi cultivate in laborator, iar mai tarziu sa fie folosite pentru inlocuirea tesutului cardiac afectat.
In efortul de a gasii solutii la problema respingerii imunitare, unii cercetatori au propus varianta clonarii bolnavilor, clonele respective nefiind insa lasate sa se dezvolte decat pana la stadiul de blastocist, cand pot fi recoltate celulele stem. Tesuturile cultivate din aceste celule stem vor fi identice din punct de vedere genetic atat cu tesuturile donorului, cat si cu cele ale primitorului si, prin urmare, nu vor declansa nici o reactie imunitara. Insa aceasta solutie nu numai ca este considerata de multi inacceptabila din punct de vedere moral, dar ar putea fii si inutila in cazul in care clonarea se face pentru a vindeca o boala transmisa genetic. Rezumand problema respingerii imunitare, Academia Americana de Stiinte Naturale a afirmat: "Pentru ca transplantul de celule sa poata fi practicat in medicina regenerativa, oamenii de stiinta trebuie neaparat sa inteleaga in ce mod poate fi prevenita respingerea celulelor transplantate, ceea ce constituie, in fond, una dintre cele mai mari probleme din acest domeniu de cercetare".
Transplantul de celule stem embrionare prezinta si riscul formarii unor tumori, mai ales a unui tip de tumora numit teratom, insemnand "tumoara-monstru". Aceasta excrecenta ar putea fi alcatita dintr-o varietate de tesuturi, cum ar fi epiderma, par, muschi, cartilaj si os. In mod normal, diviziunea si diferentierea celulara urmeaza un program genetic precis. Insa aceste procele se pot deregla cand celulele stem sunt extrase din blastocist, cultivate in vitro si mai tarziu injectate intr-o fiinta vie. Asadar, un alt obstacol imens pentru cercetatori este sa afle cum sa controleze in mod artificial aceste procese extraordinar de complexe: diviziunea si diferentierea celulara.
SURSA 03
Celula stem (denumita si celula susa) este definita ca o celula care, prin diviziune, produce doua celule ce au capacitatea de a ramane in stadiul de celula stem (pastrand astfel caracterul nediferentiat) sau de a se diferentia in urma unor diviziuni succesive. În acest fel, celula stem se poate divide fie simetric (caz in care rezulta fie doua noi celule stem, fie doua celule diferentiate), fie asimetric (rezultand o celula stem si o celula diferentiata). Capacitatea celulei stem de a da nastere unei celule identice se numeste auto-innoire (self-renewal), iar cea de a da nastere unor alte tipuri de celule se numeste diferentiere.
Clasificare
Pot fi clasificate in functie de plasticitatea sau cat de versatile pot fi in dezvoltarea lor, care mai tarziu se vor dezvolta in celule stem totipotente, pluripotente si unipotente. Celulele totipotente sunt cele mai versatile. Cand cei 23 cromozoni fertilizeaza oul da nastere zigotului care este considerat celula totipotenta, avand potentialul de a genera toate celulele si tesuturile care vor da nastere la embrion. Celulele pluripotente sunt asemanatoare cu cele totipotente in sensul in care pot da nastere la toate categoriile de tesuturi dar spre deosebire de acestea nu pot dezvolta un intreg organism, fiind responsabile doar de crearea organelor. In a patra zi, o parte din celule se diferentiaza si alcatuiesc ceea ce mai tarziu va deveni placenta si stratul exterior.
Celulele stem se mai pot imparti in doua mari categorii: embrionare si adulte. Celulele stem embrionare (ESC) pot da nastere oricarui alt tip de celula/tesut (pluripotentialitate), si pot fi obtinute din tesut embrionar. Utilizarea lor este insa limitata din considerente etice. Expresia unor factori (transcription factors) ca Oct-4, Nanog si Sox-2 este caracteristica acestor celule.
În contrast, celulele stem din tesuturile adulte au o capacitate de diferentiere mai limitata (mono-, bi- sau multipotentialitate), si anume pot da nastere doar unor celule caracteristice tesutului din care provin. Este remarcabil ca, intr-un mediu de crestere optim, celulele stem din maduva osoasa si cele din sangele cordonului ombilical au o capacitate de diferentiere mult mai mare decat cele provenind din alte tesuturi. Studii recente sugereaza ca celulele stem ar putea fi responsabile pentru rezistenta la terapiile conventionale a unor tipuri de cancer (mamar, leucemii). În urma unor modificari, celulele stem ar putea fi folosite pentru regenerare tisulara (miocard, tesut hepatic, epiderma, etc.), conditia preliminara fiind intelegerea factorilor extrinseci ce controleaza celulele stem, deoarece, in lipsa acestora, pluripotenta lor poate rezulta in formarea unor tumori.
Cercetatori
În 2007, Premiul Nobel pentru Medicina si Fiziologie a fost acordat cercetatorilor Mario R. Capecchi, Sir Martin J. Evans, si Oliver Smithies pentru "descoperirea principiilor de introducere a unor modificari genetice specifice prin utilizarea celulelor stem embrionare".
Sursa:ipedia.ro
0 comments: