Ce sunt celulele stem și de ce sunt importante?
Ideea vindecării miraculoase și a vindecării corpurilor dețin singuri o fascinație deosebită. Cercetarea celulelor stem aduce medicina regenerativă cu un pas mai aproape, dar multe dintre idei și concepte rămân controversate. Deci, ce sunt celulele stem și de ce sunt atât de importante?
Celulele stem sunt un tip de celule care se pot dezvolta în multe alte tipuri de celule. Celulele stem se pot reînnoi, de asemenea, prin divizare, chiar și după ce au fost inactive de mult timp.
Corpul uman necesită multe tipuri diferite de celule pentru a funcționa, dar nu produce fiecare tip de celulă complet format și gata de utilizare. În schimb, produce celule stem care au o gamă largă de funcții posibile. Cu toate acestea, celulele stem trebuie să devină un tip specific de celule pentru a fi utile.
Atunci când o celulă stem se divide, noile celule pot deveni fie o altă celulă stem, fie o celulă specifică, cum ar fi o celulă sanguină, o celulă cerebrală sau o celulă musculară.
Oamenii de știință numesc o celulă stem o celulă nediferențiată, deoarece poate deveni orice celulă. În schimb, o celulă sanguină, de exemplu, este o celulă „diferențiată”, deoarece este deja un tip specific de celulă.
Celulele stem în terapie
În unele țesuturi, celulele stem joacă un rol esențial în regenerare, deoarece se pot diviza cu ușurință pentru a înlocui celulele moarte.
Oamenii de știință cred că cunoașterea modului în care funcționează celulele stem poate duce la posibile tratamente pentru afecțiuni, cum ar fi diabetul și bolile de inimă.
De exemplu, dacă inima cuiva conține țesut deteriorat, medicii ar putea să stimuleze creșterea țesutului sănătos prin transplantul de celule stem cultivate în laborator în inima persoanei. Acest lucru ar putea determina reînnoirea țesutului cardiac.
Cercetătorii unui studiu la scară mică publicat în Journal of Cardiovascular Translational Research testat această metodă.
Rezultatele au arătat o reducere cu 40% a dimensiunii țesutului cardiac cicatricial cauzat de atacuri de cord atunci când medicii au transplantat celule stem în zona afectată.
Medicii au considerat întotdeauna acest tip de cicatrici permanent și netratabil.
Cu toate acestea, acest mic studiu a implicat doar 11 participanți. Acest lucru face dificil să se spună dacă îmbunătățirea funcției inimii a rezultat din transplantul de celule stem sau dacă s-a datorat altceva.
De exemplu, toate transplanturile au avut loc în timp ce indivizii au fost supuși unei intervenții chirurgicale de bypass cardiac, deci este posibil ca îmbunătățirea funcției cardiace să se fi datorat bypassului mai degrabă decât tratamentului cu celule stem.
Pentru a investiga în continuare, cercetătorii intenționează să facă un alt studiu. Acest studiu va include un grup de control al persoanelor cu insuficiență cardiacă care suferă o intervenție chirurgicală de bypass, dar care nu primesc tratamentul cu celule stem.
O altă anchetă, publicată în Comunicări despre natură în 2016, a sugerat că terapiile cu celule stem ar putea sta la baza tratamentului personalizat al diabetului.
La șoareci și culturi cultivate în laborator, cercetătorii au produs cu succes celule secretoare de insulină din celule stem derivate din pielea persoanelor cu diabet de tip 1.
Jeffrey R. Millman, profesor asistent de medicină și inginerie biomedicală la Washington University School of Medicine și prim autor, spune:
„În teorie, dacă am putea înlocui celulele deteriorate la acești indivizi cu celule beta pancreatice noi - a căror funcție principală este de a stoca și elibera insulină pentru a controla glicemia - pacienții cu diabet zaharat de tip 1 nu ar mai avea nevoie de vaccinuri cu insulină.”
Jeffrey R. Millman
Millman speră că aceste celule beta derivate din celule stem ar putea fi gata pentru cercetare la oameni în termen de 3 până la 5 ani.
„Ceea ce avem în vedere este o procedură ambulatorie în care un fel de dispozitiv umplut cu celule ar fi plasat chiar sub piele”, a spus el.
Celulele stem ar putea avea un potențial vast în dezvoltarea de noi terapii.
Celulele stem în dezvoltarea medicamentelor
O modalitate prin care oamenii de știință folosesc celulele stem în acest moment este dezvoltarea și testarea de noi medicamente.
Tipul de celule stem pe care oamenii de știință le folosesc în mod obișnuit în acest scop se numesc celule stem pluripotente induse.
Acestea sunt celule care au suferit deja diferențieri, dar pe care oamenii de știință le-au „reprogramat” genetic folosind viruși, astfel încât să se poată diviza și să devină orice celulă. În acest fel, acționează ca niște celule stem nediferențiate.
Oamenii de știință pot crește celule diferențiate de aceste celule stem pluripotente pentru a semăna, de exemplu, cu celulele canceroase. Crearea acestor celule înseamnă că oamenii de știință le pot folosi pentru a testa medicamente anti-cancer.
Cercetătorii realizează deja o mare varietate de celule canceroase folosind această metodă. Cu toate acestea, deoarece acestea nu pot crea încă celule care imită celulele canceroase într-un mod controlat, nu este întotdeauna posibilă reproducerea precisă a rezultatelor.
Terapiile actuale cu celule stem funcționează?
În ultimii ani, s-au deschis clinici care oferă tratamente cu celule stem.
Un studiu din 2016 publicat în Cell Stem Cell au numărat 570 din aceste clinici numai în Statele Unite. Acestea oferă terapii pe bază de celule stem pentru tulburări variind de la leziuni sportive până la cancer.
Cu toate acestea, terapiile cu celule stem sunt încă mai mult teoretice decât bazate pe dovezi.
Foarte puține tratamente cu celule stem au ajuns chiar în cea mai timpurie fază a unui studiu clinic. Oamenii de știință efectuează majoritatea cercetărilor actuale la șoareci sau la o cutie Petri.
În ciuda acestui fapt, Administrația americană pentru alimente și medicamente (FDA) permite clinicilor să injecteze persoanele cu propriile celule stem, atâta timp cât celulele sunt destinate să își îndeplinească doar funcția normală, conform Cell Stem Cell.
De unde provin celulele stem?
Oamenii de știință pot recolta celule stem în moduri diferite.
Celulele stem embrionare provin dintr-un embrion care are doar câteva zile.
Oamenii de știință pot extrage celule stem adulte din diferite tipuri de țesuturi, inclusiv creierul, măduva osoasă, vasele de sânge, mușchii scheletici, pielea, dinții, intestinul, ficatul, printre altele.
Lichidul amniotic conține celule stem. Multe femei optează pentru un test de amniocenteză care verifică deficiențele congenitale înainte ca copilul să se nască. Dacă medicul păstrează fluidul, l-ar putea folosi în viitor pentru a trata alte afecțiuni fie în timpul gestației, fie după naștere.
Celulele stem pluripotente induse (celule iPS) sunt celule pe care oamenii de știință le pot reprograma pentru a acționa ca celule stem, pentru a fi utilizate în medicina regenerativă.
După colectarea celulelor stem, oamenii de știință le depozitează de obicei în azot lichid pentru utilizare ulterioară.
Probleme etice
Din punct de vedere istoric, utilizarea celulelor stem în cercetarea medicală a fost controversată.
Acest lucru se datorează faptului că atunci când utilizarea terapeutică a celulelor stem a ajuns pentru prima dată în atenția publicului la sfârșitul anilor 1990, oamenii de știință derivau celule stem umane din embrioni.
Mulți oameni nu sunt de acord cu utilizarea celulelor embrionare umane pentru cercetări medicale, deoarece extragerea tulpinii înseamnă distrugerea embrionului.
Acest lucru creează probleme complexe, deoarece oamenii au convingeri diferite despre ceea ce constituie începutul vieții umane.
Pentru unii oameni, viața începe când se naște un bebeluș sau când un embrion se dezvoltă într-un făt. Alții cred că viața umană începe de la concepție, deci un embrion are același statut moral și drepturi ca un adult sau copil uman.
Președintele George W. Bush a avut opinii religioase puternice și pro-viață și a interzis finanțarea pentru cercetarea celulelor stem umane în 2001.
Cu toate acestea, administrația președintelui Obama a permis o revenire parțială a acestor restricții de cercetare.
Cu toate acestea, până în 2006, oamenii de știință începuseră deja să utilizeze celule stem pluripotente. Oamenii de știință nu derivă aceste celule stem din celule stem embrionare. Ca urmare, această tehnică nu are aceleași preocupări etice.
Odată cu acest și alte progrese recente în tehnologia celulelor stem, atitudinile față de cercetarea celulelor stem încep încet să se schimbe.
Cercetări actuale
Cercetarea celulelor stem îi ajută pe oamenii de știință să înțeleagă modul în care un organism se dezvoltă dintr-o singură celulă și modul în care celulele sănătoase vin să înlocuiască celulele defecte la oameni și animale.
Înțelegerea cancerului
Multe afecțiuni medicale severe care apar la om, cum ar fi cancerul și dizabilitățile congenitale, se întâmplă deoarece celulele se împart anormal.
O mai bună înțelegere a celulelor stem poate oferi o perspectivă asupra modului în care apar aceste boli și a posibilelor opțiuni de tratament.
Medicina regenerativă
În iunie 2016, doi cercetători au obținut premiul al doilea la categoria materiale din cadrul competiției de tehnologie emergentă a Societății Regale de Chimie din Regatul Unit pentru crearea unui biomaterial sintetic care stimulează celulele stem native din dinții proprii unei persoane.
Cercetătorii cred că acest material va înlocui umpluturile, deoarece celulele stem ar determina dinții deteriorați să se vindece singuri.
Deși sunt necesare mult mai multe cercetări înainte ca terapiile cu celule stem să devină parte a practicii medicale obișnuite, știința în jurul celulelor stem se dezvoltă tot timpul.
În aproape fiecare domeniu de terapie, medicii speră că tehnologia celulelor stem va revoluționa normele terapeutice și va introduce cel puțin un nou standard de tratament personalizat și poate chiar corpuri de auto-vindecare.
Când s-ar putea întâmpla asta, nimeni nu este destul de gata să spună.
Aflați mai multe aici despre celulele stem, de unde provin și posibilele lor utilizări.
