Kantasolut - tyypit, ominaisuudet, sovellus

Kantasolut, niiden kyvyllä muuttua, näyttävät olevan hieno lääke moniin sairauksiin. Selvitä, mitkä kantasolut ovat, mitä sairauksia kantasoluja käytetään tällä hetkellä ja mitkä ovat kantasoluterapian kehitysmahdollisuudet? Mistä asiantuntijoiden skeptisyys tulee?

Kantasoluilla on kyky muuntua muun tyyppisiksi soluiksi. Kantasoluterapia on varmasti yksi nykyaikaisen lääketieteen tarttuvimmista ja lupaavimmista käsitteistä. Näyttää siltä, ​​että heidän lääketieteellisten sovellustensa luettelon pitäisi olla loputon - vahingoittuneiden kudosten korjaaminen, korvaavien elinten kasvattaminen ...

Tosiasiat ovat kuitenkin erilaiset. Vaikka kantasolututkimuksen alkuperä tapahtui 1960-luvulla, niiden käyttö on toistaiseksi rajoittunut muutamaan hyvin määriteltyyn indikaatioon.

Kantasolujen käytöstä on monia ideoita, mutta niiden käyttöönotto kliinisessä käytössä on rajoitettu useilla tekijöillä, joista etusijalle tulee kysymys tämän tyyppisen hoidon turvallisuudesta.

Mitä ovat kantasolut?

Kantasolut ovat välttämättömiä ihmiskehon muodostumiselle. Varhaisimmissa kehitysvaiheissa ihmisalkio koostuu kokonaan kantasoluista. Ajan myötä ne muuttuvat ja synnyttävät kaikki ihmiskehon muodostavat solulinjat.

Kantasolujen toinen tärkeä rooli on asuttaa kypsän organismin joitain kudoksia ja toimia "varastona". Tarvittaessa ne pystyvät muuttumaan tietyn kudoksen soluiksi, jotka kuolevat tai ovat vaurioituneet. Tämä on kuitenkin mahdollista vain tietyillä kudoksilla.

Kantasolut ovat siis niitä soluja, joilla on kyky muuttua muiksi, erikoistuneemmiksi solutyypeiksi.

Kantasolujen tärkein piirre, joka erottaa ne muista soluista, on niiden jakautuminen.

Jakautumisen aikana kantasolu voi erilaistua eli luoda tietyn tyyppisen tytärsolun (esim. Lihas-, hermo- tai epiteelisolu).

Kantasoluja on erityyppisiä niiden luonteesta riippuen: jotkut voivat muuttua minkä tahansa tyyppisiksi tytärsoluiksi, kun taas toiset pystyvät tuottamaan vain soluja, jotka muodostavat tietyn tyyppisen kudoksen (lisää tästä alla).

Kantasolujen toinen tärkeä piirre liittyy myös niiden jakautumiseen. Tytärsolun muodostumisen aikana emosolu ei katoa ilman jälkiä. Jakautumisprosessissa muodostuu vielä yksi kantasolu, identtinen "emosolun" kanssa.

Kantasolujakauman vaikutus on siis yksi kantasolu ja yksi erikoistunut tytärsolu.

Tätä mekanismia kutsutaan itsensä uudistumiseksi. Sen ansiosta kantasolut eivät "kulu" eivätkä anna niiden altaan koon pienentyä.

Kantasolujen tyypit

Kuten jo mainittiin, kantasolut voivat muuttua muun tyyppisiksi soluiksi jakautuessaan. Voiko mistä tahansa kantasolusta tulla tytärsolu? No ei.

Kantasolut on jaettu neljään alaryhmään sen mukaan, kuinka laaja soluspektri voi syntyä niiden jakautumisesta.

Ihmisen alkion rakentavat kantasolut pystyvät synnyttämään kaikenlaisia ​​solulinjoja. Jotkut aikuisen ihmisen kudoksissa elävät kantasolut voivat puolestaan ​​muuttua vain tiukasti määritellyiksi solutyypeiksi, jotka rakentavat tietyn kudoksen.

Kantasolujen jakautuminen mahdollisuuden luoda erilaisia ​​tytärsoluja on seuraava:

  • totipotentit kantasolut

Ne ovat soluja, joilla on laajin erilaistumispotentiaali ja jotka voivat muuttua minkä tahansa tyyppisiksi tytärsoluiksi. Totipotentit solut muodostavat sygootin (solun, joka johtuu munan hedelmöittämisestä siittiöllä), sekä alkion sen alkuvaiheessa. Kaikentyyppisiä ihmiskehon muodostavia soluja voidaan luoda totipotenteista soluista.

  • pluripotentit kantasolut

Pluripotentit solut voivat myös muuttua monen tyyppisiksi soluiksi. Istukan solut ovat kuitenkin poikkeus. Pluripotentit solut muodostavat ns alkiosolmu, joka on yksi alkion kehityksen ensimmäisellä viikolla muodostuneista rakenteista.

Lue myös: Sikiön kehitys: miten sikiö kehittyy viikosta toiseen

Alkion solmun pluripotentit solut synnyttävät kolme ns itukerrokset, joista kaikki kehomme kudokset kehittyvät myöhemmin. Vaikka alkusolujen nimet kuulostavat hieman monimutkaisilta (ektoderma, mesodermi ja endodermi), niistä muodostuneet kudokset ovat kaikkien tiedossa.

Ektermi on iho ja hermosto, mesodermi - verenkierto- ja tuki- ja liikuntaelimistö sekä endoderma - hengityselimet ja suurin osa ruoansulatuskanavasta.

  • monipotenttiset kantasolut

Monipotentit solut ovat kantasolujen ryhmä, jolla on hieman kapeampi erilaistumispotentiaali. Vaikka ne voivat edelleen tuottaa useita solutyyppejä, ne ovat yleensä saman tyyppisiä soluja. Lippulaivaesimerkki tämän alaryhmän soluista ovat luuytimen multipotentit solut, jotka tunnetaan myös nimellä hematopoieettiset kantasolut. Ne voivat muuttua mihin tahansa verisoluksi, kuten punasoluiksi tai erityyppisiksi leukosyyteiksi. He eivät kuitenkaan pysty tuottamaan soluja, jotka rakentavat muita kudoksia.

  • unipotentit kantasolut

Tämän tyyppisestä solusta voi tulla vain yksi tytärtyyppi. Yleensä unipotentit solut toimivat säiliönä aikuisten kudosten uudistamiseen ja korjaamiseen. Esimerkki unipotenteista soluista on ihon ihossa esiintyvät epidermaaliset kantasolut.

Mistä kantasoluja voidaan saada

Kantasolujen hankkiminen on periaatteessa mahdollista kahdella tavalla.

Niiden ensimmäinen lähde on ihmisalkio, josta ns. Alkion kantasolut eristetään. Ne ovat totipotentteja tai pluripotentteja soluja ja kykenevät siten erilaistumaan kaikentyyppisiin kudoksiin.

Toista kantasolutyyppiä kutsutaan somaattiset kantasolut (tai "aikuiset" kantasolut). Tämän tyyppinen solu tulee - kuten nimestä voi päätellä - aikuisen ihmiskehosta.

Normaaleissa olosuhteissa nämä ovat soluja, jotka elävät eri elimissä

  • ydin
  • lihakset
  • maksa
  • iho
  • verisuonet

Näissä elimissä kantasolut toimivat säiliönä, mikä mahdollistaa vaurioituneiden kudosten uudistumisen.

Ei ole vaikea arvata, että somaattisilla kantasoluilla on rajallisempi erilaistumispotentiaali kuin alkion kantasoluilla. Aikuisen organismin solut ovat multipotentteja tai unipotentteja, toisin sanoen ne voivat muuttua saman tyyppisiksi soluiksi tai jopa vain yhden tyyppisiksi tytärsoluiksi.

Somaattisten kantasolujen löytäminen ja saaminen aikuisen kehosta on melko haaste. Tällaisten solujen määrä kudoksissa on hyvin pieni.

Kerättyään niitä on hyvin vaikea viljellä laboratorio-olosuhteissa, joten on vaikea saada suurempia määriä.

Toistaiseksi aikuisten kantasolut saadaan vain muutamasta lähteestä. Hematopoieettisten kantasolujen kohdalla nämä ovat:

  • ydin
  • ääreisverenkierto
  • napanuoraverta

Puolestaan ​​rasvakudoksesta ja luuytimestä voit saada ns mesenkymaaliset kantasolut. Ne voivat muuttua erityyppisiksi kudoksiksi:

  • luu
  • rustoinen
  • lihas
  • rasvakudos

Mesenkymaalisten kantasolujen käytön hoidot ovat edelleen tutkimusvaiheessa - niiden turvallisuutta ja tehokkuutta ei ole toistaiseksi vahvistettu.

On syytä mainita vielä yksi kantasolujen tyyppi, joka on eräänlainen kahden edellä mainitun yhdistelmä. Tätä kutsutaan indusoituja pluripotentteja kantasoluja.

Nämä ovat kantasoluja, jotka on saatu aikuiselta organismilta ja jotka on ohjelmoitu uudelleen laboratoriossa antamaan heille sukusolujen ominaisuudet.

Kantasolujen nykyinen käyttö

Koska tiedämme jo kantasolujen tyypit ja mahdollisuudet erilaistua, on edelleen kysymys - mitä niistä ja miten niitä käytetään lääketieteessä?

  • alkion kantasolut

Alkion kantasoluja ei ole hyväksytty minkään tyyppiseen hoitoon. Miksi? Tässä on joitain syitä.

Ensinnäkin niiden käyttöön liittyy eettisiä ongelmia. Alkion kantasolut saadaan tutkimustarkoituksiin tarkoitetuista alkioista, jotka luodaan useimmiten in vitro -hedelmöitysmenettelyjen aikana. Eettiset kysymykset ovat yksi tekijöistä, jotka rajoittavat tällä tavalla saatujen kantasolujen tutkimuksen etenemistä.

Toinen sukusolujen käytön este on puhtaasti tieteellinen. Ne ovat soluja, joilla on suuri erilaistumispotentiaali ja jotka voivat muuttua kaikenlaisiksi tytärsoluiksi. Toistaiseksi ei ole löydetty menetelmää heidän käyttäytymisensä hallitsemiseksi.

Ihmisen kehoon istuttamisen jälkeen alkion kantasolut muodostavat kasvaimia, jotka koostuvat erilaisista, satunnaisesti järjestetyistä soluista. Tämän tyyppisiä kasvaimia kutsutaan teratoomiksi (latinalaiseksi teratoomaksi). Etsimme jatkuvasti tapoja ohjata sukusoluja siten, että ne muuttuvat halutuksi kudokseksi.

Alkion kantasolujen käyttöön liittyy myös hylkimisriski - ne ovat vierasta ainesta (samanlainen kuin etuyhteydettömältä luovuttajalta saatu elinsiirto).

Riski on paljon pienempi, kun käytetään aikuisten kantasoluja, jotka sama potilas lahjoittaa ja vastaanottaa. Kutsumme tätä menettelyä autologiseksi elinsiirroksi.

  • aikuisten kantasolut

Vaikka aikuisten kantasolujen käyttöön liittyy myös monia rajoituksia, lääketieteessä on toistaiseksi käytetty vain tämän tyyppisiä kantasoluja. Aikuisten kantasolujen hankkiminen ei vaadi alkioviljelyä, joten se herättää paljon vähemmän moraalisia ongelmia. Aikuisten kantasoluja käytetään seuraavissa hoitotyypeissä:

  • hematopoieettisten kantasolujen siirto

Hematopoieettinen kantasolusiirto on tällä hetkellä ainoa rutiininen kantasoluterapia, jota käytetään menestyksekkäästi kaikkialla maailmassa. Niin kutsuttu luuydinsiirrot ovat menetelmä monien hematologisten sairauksien hoitamiseksi.

Ensinnäkin niitä käytetään potilailla, joilla on primaarisia immuunipuutoksia, jotka ovat perinnöllisiä poikkeavuuksia immuunijärjestelmässä. Luuydinsiirto on usein ainoa tapa saada kunnolla toimivat immuunisolut.

Toinen potilasryhmä, joka saattaa tarvita hematopoieettisen kantasolusiirron, on niitä, joiden luuydin on tuhoutunut esimerkiksi aggressiivisen syöpähoidon seurauksena.

Tällainen tilanne voi olla toivottava verisyöpien (esim. Leukemioiden) tapauksessa, jolloin hoidon tavoitteena on tuhota neoplastisen prosessin kattama hematopoieettinen järjestelmä ja sen myöhempi jälleenrakentaminen implantoitujen kantasolujen avulla.

  • laajojen haavojen hoito epidermaalisilla kantasoluilla

Epidermisen kantasolut ovat yksi tapa parantaa suuria haavoja, kuten palovammoja.

Koko menettely on seuraava: Ensinnäkin epidermaaliset kantasolut kerätään potilaan terveestä ihosta.

Sitten nämä solut viljellään laboratoriossa olosuhteissa, jotka mahdollistavat niiden laajan lisääntymisen.

Saatuaan sopivan määrän soluja ne asetetaan haavan pinnalle.

Hoidon lisäetuna on, että potilaan keho ei voi hylätä tällaista "sidosta" - se tehtiin hänen omista soluistaan.

  • oftalminen hoito sarveiskalvon limbaalisten kantasolujen avulla

Toinen hoito, jossa käytetään kantasoluja, on hyväksytty suhteellisen äskettäin. Se on lääke, joka sisältää sarveiskalvon limbal-kantasoluja, mikä sallii sarveiskalvon epiteelin (silmämunan etu-, ulkokerroksen) rekonstruoinnin.

Kuten edellisessä tapauksessa, solujen "lähde" ​​on potilas itse ja tarkemmin sanottuna hänen terve silmänsä.

Kun kantasolut on kerätty, ne lisääntyvät laboratoriossa ja annetaan sitten sairastuneelle silmälle. Indikaatio hoidon käytölle on sarveiskalvon raajojen kantasolujen puute, esimerkiksi kemiallisen aineen aiheuttamien vahinkojen vuoksi.

Kantasolujen tulevaisuus

Yllä oleva teksti tiivistää kantasolujen nykyisen ja, kuten näette, hyvin rajoitetun käytön lääketieteessä.

Tämän alan tutkimus on monimutkaista, ja kantasolut aiheuttavat edelleen enemmän kysymyksiä kuin vastauksia.

Tieteellisessä maailmassa on ajoittain tietoa niihin liittyvistä läpimurto-löydöistä, mutta valitettavasti monissa tapauksissa käy ilmi, että julkaistut tutkimustulokset eivät ole totta.

Näin oli esimerkiksi kovassa yrityksessä implantoida luuytimen kantasoluja infarktin jälkeiseen arpeen sydänlihaksessa. Tällaisen hoidon väitetysti myönteiset tulokset laukaisivat laviinin jatkokokeista muissa kliinisissä keskuksissa, mutta kaikki kokeet päättyivät lopulta epäonnistumiseen.

Kantasolujen onnistuneeseen ja turvalliseen käyttöön lääketieteessä tarvitaan vielä monen vuoden tutkimusta.

Tutkijat yrittävät jatkuvasti saada lisätietoja niiden toiminnan epätavallisista mekanismeista.

Mitkä tekijät vaikuttavat kantasolujen erilaistumiseen?

Onko tämä prosessi hallittavissa?

Mitä tehdä voidakseen lisätä niitä tehokkaasti?

Millä tähän mennessä parantumattomista sairauksista on todella mahdollisuus parantua tällä terapialla?

Näitä ja monia muita kysymyksiä tutkitaan jatkuvasti.

Tässä yhteydessä on syytä mainita, että vaikka kantasolujen terapeuttinen käyttö on rajallista, ne ovat hyödyllisiä muilla lääketieteen aloilla.

Yksi esimerkki on neoplastisten prosessien tutkimus. Kantasolujen avulla on mahdollista simuloida tällaista prosessia laboratorio-olosuhteissa ja testata sitten niiden potentiaalisia hoitomuotoja (esim. Uudet syöpälääkkeet).

Meneillään olevilla kantasolututkimuslinjoilla käytetään esimerkiksi:

  • neurodegeneratiiviset sairaudet (esim. Alzheimerin tauti)
  • selkäydinvammat
  • tuki- ja liikuntaelimistön vammat

ja lopuksi yritykset rekonstruoida kokonaiset elimet (esim. haima tyypin I diabeteksessa).

Meidän on oltava tietoisia siitä, että kantasolut eivät ole parannuskeino ja että jokainen mahdollinen sovellus tutkitaan itsenäisesti ja että niille on tehtävä useita kliinisiä kokeita ennen hyväksyntää.

Lopuksi on myös syytä varoittaa "klinikoilta", jotka tarjoavat kantasoluterapiaa ilman lupaa.

Tämäntyyppiset kokeet johtavat parhaimmillaan rahan menetykseen ja pahimmillaan terveyteen ja jopa elämään.

Bibliografia:

  1. "Aikuisten kantasolut: regeneratiivisen lääketieteen toiveet ja hypes", J. Dulak et ai. Acta Biochimica Polonica, osa 62, nro 3/2015, 329–337
  2. "Kantasolujen biologia: yleiskatsaus" P. Chagastelles, N. Nardi, Kidney Int Suppl (2011). 2011 syyskuu; 1 (3): 63–67.
  3. "Varren solut sarveiskalvossa" Hertsenberg AJ, Funderburgh JL. Prog Mol Biol Transl Sci. 2015; 134: 25-41
  4. "Kantasolut ihon uudistamisessa, haavojen parantamisessa ja niiden kliinisissä sovelluksissa" Ojeh N. et ai. Int J Mol Sci. 2015 23. ja 16. lokakuuta
Kirjailijasta

Krzysztof Białoży Lääketieteen opiskelija Krakovan Collegium Medicumissa, hitaasti tulossa lääkärin työn jatkuvien haasteiden maailmaan. Häntä kiinnostaa erityisesti gynekologia ja synnytys, lastenlääketiede ja elämäntapa-lääketiede. Rakastan vieraita kieliä, matka- ja vuoristovaelluksia.

Lue lisää tämän kirjoittajan artikkeleita

Tunnisteet:  Uudistuminen Sukupuoli Perhe 

Mielenkiintoisia Artikkeleita

add