U savců existují dva hlavní typy kmenových buněk:
- Embryonální kmenové buňky, izolované z vnitřní buněčné hmoty blastocyst v časném embryonálním vývoji
- Dospělé kmenové buňky, nacházející se v různých plně vyvinutých savčích tkáních.
V dospělých organismech kmenové a progenitorové buňky fungují jako opravný systém a doplňují zralé tkáně.
U vyvíjejícího se embrya mají kmenové buňky za úkol diferencovat se na všechny specializované buňky - ektoderm, endoderm a mezoderm (indukované pluripotentní kmenové buňky) - a udržovat normální obrat regeneračních orgánů, jako je krev, kůže nebo tkáně. Střevní.
U člověka existují tři dostupné zdroje kmenových buněk, které lze odebrat a přesadit do jiných oblastí stejného organismu (alogenní): kostní dřeň, tuková tkáň a krev. Kmenové buňky lze také odebrat z pupečníkové krve dítěte. Bezprostředně po narození Ze všech terapií kmenovými buňkami nese alogenní sběr celkově nejnižší index rizika.
Dospělé kmenové buňky se používají v různých lékařských terapiích, jako je transplantace kostní dřeně. Dnes je lze také uměle kultivovat a transformovat (diferencovat) na specializované cytologické typy s vlastnostmi vhodnými pro různé tkáně, jako jsou svaly nebo nervy. Jako potenciální kandidáti byly také navrženy linie embryonálních buněk a alogenní embryonální kmenové buňky generované přenosem nebo diferenciací somatických buněk.
Výzkum kmenových buněk vyrostl z objevů Ernesta A. McCullocha a Jamese E. Tilla z University of Toronto v 60. letech minulého století.
a produkuje dvě kmenové buňky identické s původními.
Tímto způsobem zůstává počet kmenových buněk konstantní.
Význam pluripotence kmenových buněk
Pluripotence specifikuje diferenciační potenciál kmenové buňky, což je potenciál diferenciace do různých typů buněk.
- Totipotentní (také všemocné) kmenové buňky se mohou diferencovat na embryonální i extraembryonální buněčné typy. Tyto buňky mohou vybudovat kompletní a funkční organismus. Jsou produkovány fúzí vajíčka a spermie. Buňky produkované prvními divizemi oplodněného vajíčka jsou také totipotentní
- Pluripotentní kmenové buňky jsou potomky totipotentních buněk a mohou se diferencovat do téměř jakékoli buňky, odvozené z kterékoli ze tří zárodečných vrstev
- Multipotentní kmenové buňky se mohou diferencovat pouze na buněčné typy patřící do blízce příbuzné rodiny
- Oligopotentní kmenové buňky se mohou diferencovat pouze na určité typy buněk, jako jsou lymfoidní nebo myeloidní kmenové buňky
- Unipotentní buňky mohou produkovat pouze jeden typ buněk, své vlastní, ale pyšní se charakteristikou sebeobnovy, která je odlišuje od nekmenových buněk (např. Progenitorové buňky, které se nemohou samoobnovovat).
Identifikace kmenových buněk
V praxi jsou kmenové buňky identifikovány na základě jejich schopnosti regenerovat tkáně. Například definiční test pro kostní dřeň - hematopoetické kmenové buňky (HSC) - je schopnost transplantace buněk k záchraně jedince, který je bez nich. To ukazuje, že z dlouhodobého hlediska mohou tyto buňky nepřetržitě produkovat nové jednotky. Mělo by také být možné izolovat kmenové buňky od jednoho transplantovaného jedince k druhému, aniž by bylo prokázáno, že kmenová buňka je schopna sebeobnovy.
Vlastnosti kmenových buněk mohou být také exponovány in vitro, za použití metod, jako je „klonogenní test“, ve kterém jsou jednotlivé buňky hodnoceny na jejich schopnost diferenciace a sebeobnovy. Kmenové buňky mohou být také izolovány rozpoznáváním povrchových markerů buněk. Kultivační podmínky in vitro však mohou změnit chování buněk, což ztěžuje předpověď, jak budou působit in vivo. Stále existuje značná diskuse o tom, zda některé populace dospělých buněk jsou kmenové buňky nebo ne.
pacienta by se mohl zaměřit na implantované buňky. Užitečným způsobem, jak se této poslední možnosti vyhnout, je použít kmenové buňky stejného pacienta, který má být léčen.
Pluripotence některých kmenových buněk by navíc mohla ztěžovat získání požadovaného specifického typu buněk. Komplikace se také zvyšují, protože ne všechny buňky v populaci se diferencují rovnoměrně. Nediferencovaní mohou vytvářet látky odlišné od cíle.
Některé kmenové buňky mohou po transplantaci vést ke vzniku skutečných nádorů; pluripotence je spojena s těmito změnami zejména s ohledem na indukované embryonální, fetální a pluripotentní kmenové buňky. Přiměřené kmenové buňky plodu mohou navzdory multipotenci tvořit nádory.
Probíhají různé výzkumy vývoje kmenových buněk a jejich aplikace při léčbě: neurodegenerativních stavů, cukrovky, srdečních chorob a dalších chorob. Kmenových buněk, které by umožnily „další porozumění lidskému vývoji, organogenezi a modelování lidských nemocí“.
Izolací a kultivací embryonálních kmenových buněk došlo díky rostoucí schopnosti používat jaderný přenos a technikám k vytvoření somaticky indukovaných pluripotentních kmenových buněk k mnoha kontroverzím souvisejícím s potraty a klonováním lidí.
Hepatotoxicita a poškození jater vyvolané některými účinnými látkami jsou zodpovědné za značný počet selhání při vývoji nových léčiv a následné stažení z trhu, což zdůrazňuje potřebu screeningu hepatocytových buněk odvozených z kmenových buněk, které by byly schopné detekovat časnou toxicitu léčiva a omezit pokročilé testování.
