Őssejtek - típusok, jellemzők, alkalmazás

Az őssejtek átalakulási képességükkel csodálatos gyógymódnak tűnnek számos betegség ellen. Tudja meg, melyek az őssejtek, milyen betegségeket kezelnek jelenleg az őssejtek és milyen kilátások vannak az őssejtterápia fejlesztésére? Honnan ered a szakemberek szkepticizmusa?

Az őssejtek képesek átalakulni más típusú sejtekké. Az őssejtterápia minden bizonnyal az egyik legfogósabb és legígéretesebb fogalom a modern orvostudományban. Úgy tűnik, hogy az orvosi alkalmazások listájának végtelennek kell lennie - a sérült szövetek helyreállítása, a pótló szervek megnövekedése ...

A tények azonban mások. Noha az őssejtkutatás eredete az 1960-as években zajlott le, eddig csak néhány jól körülhatárolható indikációra korlátozódott felhasználásuk.

Számos ötlet létezik az őssejtek alkalmazására, azonban a klinikai alkalmazás bevezetését számos tényező korlátozza, amelyek között előtérbe kerül az ilyen típusú terápia biztonságosságával kapcsolatos kérdés.

Mik az őssejtek?

Az őssejtek elengedhetetlenek az emberi test kialakulásához. A fejlődés legkorábbi szakaszában az emberi embrió teljes egészében őssejtekből áll. Idővel változásokon mennek keresztül, ami az emberi testet alkotó összes sejtvonalat létrehozza.

Az őssejtek második fontos szerepe az érett organizmus egyes szöveteinek kolonizálása és "raktárként" történő működés. Szükség esetén képesek átalakulni egy adott szövet elhaló vagy károsodott sejtjeivé. Ez azonban csak bizonyos szövetekkel lehetséges.

Tehát az őssejtek azok a sejtek, amelyek képesek átalakulni más, speciálisabb sejttípusokká.

Az őssejtek legfontosabb jellemzője, amely megkülönbözteti őket más sejtektől, az, hogy miként osztódnak.

Az osztódás során az őssejt meg tudja különböztetni magát, azaz létrehozhat egy adott típusú leánysejtet (pl. Izom-, ideg- vagy hámsejt).

Az őssejtek természetüktől függően különböző típusok léteznek: némelyikük bármilyen leánysejtté képes átalakulni, míg mások csak egy bizonyos típusú szövetet alkotó sejtek termelésére képesek (erről bővebben alább).

Az őssejtek második fontos jellemzője szintén osztódásukhoz kapcsolódik. A leánysejt kialakulása során a szülősejt nem tűnik el nyomtalanul. Az osztódás folyamán még egy őssejt képződik, azonos az "anyasejttel".

Így az őssejt-osztódás hatása egy őssejt és egy speciális leánysejt.

Ezt a mechanizmust önmegújulásnak nevezzük. Ennek köszönhetően az őssejtek nem "kopnak", és nem engedik, hogy medencéjük mérete csökkenjen.

Az őssejtek típusai

Mint már említettük, az őssejtek osztódásuk során átalakulhatnak más típusú sejtekké. Lehet-e bármelyik őssejtből bármely leánysejt? Hát nem.

Az őssejtek négy alcsoportra vannak felosztva, attól függően, hogy milyen széles spektrumú sejtek keletkezhetnek osztódásukból.

Az emberi embriót felépítő őssejtek mindenféle sejtvonalat előidézhetnek. Viszont egyes őssejtek, amelyek egy felnőtt ember szöveteiben laknak, csak szigorúan meghatározott típusú sejtekké alakulhatnak át, amelyek egy adott szövetet építenek.

Az őssejtek megoszlása ​​a különféle leánysejtek létrehozásának lehetősége miatt a következő:

• totipotens őssejtek

Ezek a legszélesebb differenciálódási potenciállal rendelkező sejtek, és bármilyen leánysejtekké képesek átalakulni. A totipotens sejtek zigótát (sejtet eredményeznek, amely a petesejt spermával történő megtermékenyítéséből származik), valamint embriót alkotnak fejlődésének legkorábbi szakaszában. Az emberi testet alkotó minden típusú sejt létrehozható totipotens sejtekből.

• pluripotens őssejtek

A pluripotens sejtek sokféle sejtté is átalakulhatnak. Kivétel azonban a placenta sejtjei. A pluripotens sejtek alkotják az ún embriócsomópont, amely az embriófejlődés első hetében kialakult struktúrák egyike.

Olvassa el még: Magzati fejlődés: a magzat fejlődése hétről hétre

Az embrionális csomópont pluripotens sejtjei három ún a csírarétegek, amelyekből később szervezetünk összes szövete fejlődik ki. Bár a csírarétegek neve kissé bonyolultnak hangzik (ektoderma, mezoderma és endoderma), a belőlük kialakult szövetek mindenki számára ismertek.

Az ektoderma termeli a bőrt és az idegrendszert, a mezoderma képezi a keringési és mozgásszervi rendszert, az endoderma pedig a légzőrendszert és az emésztőrendszer nagy részét.

• multipotens őssejtek

A multipotens sejtek egy kissé szűkebb differenciálódási potenciállal rendelkező őssejtek csoportja. Bár még mindig többféle sejtet képesek előállítani, általában hasonló típusú sejtek. Az alcsoport sejtjeinek kiemelt példája a csontvelő multipotens sejtje, más néven vérképző őssejt. Bármilyen vérsejtekké átalakulhatnak, például vörösvértestekké vagy különféle leukocitákká. Azonban nem képesek előállítani azokat a sejteket, amelyek más szöveteket építenek.

• unipotens őssejtek

Ez a sejttípus csak egyfajta lánygá válhat. Az unipotens sejtek általában a felnőtt szövetek megújulásának és helyreállításának tárolóként működnek. Az unipotens sejtek például az epidermális őssejtek, amelyek megtalálhatók az emberi bőrben.

Hol lehet őssejteket beszerezni

Az őssejtek megszerzése alapvetően kétféleképpen lehetséges.

Első forrásuk az emberi embrió, amelyből az úgynevezett embrionális őssejteket izolálják. Ezek totipotens vagy pluripotens természetű sejtek, ezért képesek minden típusú szövetre differenciálódni.

Az őssejtek második típusát ún szomatikus őssejtek (vagy "felnőtt" őssejtek). Ez a sejttípus - ahogy a neve is sugallja - a felnőtt emberi testből származik.

Normális körülmények között ezek olyan sejtek, amelyek különböző szervekben laknak

• velő
• izmok
• a máj
• a bőr
• véredény

Ezekben a szervekben az őssejtek tárolóként működnek, lehetővé téve a sérült szövetek regenerálódását.

Nem nehéz kitalálni, hogy a szomatikus őssejtek differenciálódási képessége korlátozottabb, mint az embrionális őssejteké. A felnőtt szervezetből származó sejtek multipotensek vagy unipotensek, vagyis hasonló típusú sejtekké vagy akár csak egyfajta leánysejtekké alakulhatnak át.

A szomatikus őssejtek megtalálása és megszerzése felnőtt testben elég nagy kihívást jelent. Az ilyen sejtek száma a szövetekben nagyon kicsi.

Miután összegyűjtötték, laboratóriumi körülmények között nagyon nehéz őket művelni, ezért nehéz nagyobb mennyiségeket elérni.

Eddig a felnőtt őssejteket csak néhány forrásból nyerik. A hematopoietikus őssejtek esetében ezek:

• velő
• perifériás vér
• köldökzsinórvér

Viszont a zsírszövetből és a csontvelőből az ún mesenchymális őssejtek. Különböző típusú szövetekké fejlődhetnek:

• csont
• porcos
• izom
• zsíros

A mezenhimális őssejtek alkalmazásával végzett terápiák még mindig a kutatási szakaszban vannak - biztonságosságukat és hatékonyságukat egyelőre nem erősítették meg.

Érdemes még egyfajta őssejtet megemlíteni, amely a fenti kettő egyfajta hibridje. Ezt nevezik indukált pluripotens őssejtek.

Ezek egy felnőtt szervezetből nyert őssejtek, amelyeket laboratóriumban átprogramoztak, hogy megadja nekik a csírasejtek jellemzőit.

Az őssejtek jelenlegi felhasználása

Mivel már ismerjük az őssejtek differenciálódásának típusait és lehetőségeit, továbbra is kérdés marad - melyiket és hogyan használják az orvostudományban?

• embrionális őssejtek

Az embrionális őssejtek semmilyen terápiára nem engedélyezettek. Miért? Íme néhány ok.

Először is, használatuk etikai dilemmákkal jár. Az embrionális őssejteket kutatási célokra szolgáló embriókból nyerik, amelyeket leggyakrabban in vitro megtermékenyítési eljárások során hoztak létre. Az etikai kérdések korlátozzák az így nyert őssejtek kutatásának előrehaladását.

A csírasejtek alkalmazásának második akadálya tisztán tudományos. Nagy differenciálódási potenciállal rendelkező sejtek, amelyek bármilyen leánysejtekké képesek átalakulni. Eddig nem találtak módszert viselkedésük ellenőrzésére.

Az embrionális őssejtek az emberi testbe történő beültetés után különféle, véletlenszerűen elrendezett sejtekből álló tumorokat képeznek. Az ilyen típusú daganatokat teratomáknak (latin teratoma) nevezik. Folyamatosan keressük a csírasejtek olyan irányítását, hogy azok a kívánt szövetekké alakuljanak át.

Az embrionális őssejtek használata szintén összefügg az elutasítás kockázatával - ezek idegen anyagot képeznek (hasonlóan egy rokon donor szervátültetéséhez).

A kockázat sokkal kisebb, ha felnőtt őssejteket használ, amelyeket ugyanaz a beteg adományoz és fogad. Autológ transzplantációnak nevezzük ezt az eljárást.

• felnőtt őssejtek

Bár a felnőtt őssejtek használata is számos korlátozással jár, az orvostudományban eddig csak ezt az őssejt-típust alkalmazták. A felnőtt őssejtek megszerzése nem igényli az embrió tenyésztését, ezért jóval kevesebb erkölcsi dilemmát vet fel. A felnőtt őssejteket a következő terápiákban alkalmazzák:

• hematopoietikus őssejt-transzplantáció

A hematopoietikus őssejt-transzplantáció jelenleg az egyetlen rutinszerű őssejt-terápia, amelyet sikeresen alkalmaznak az egész világon. Az úgynevezett a csontvelő-transzplantáció számos hematológiai betegség kezelésére szolgáló módszer.

Először elsődleges immunhiányos betegeknél alkalmazzák, vagyis örökletes rendellenességek az immunrendszerben. A csontvelő-transzplantáció gyakran az egyetlen módja a megfelelően működő immunsejtek megszerzésének.

A vérképző őssejt-transzplantációt igénylő betegek második csoportja azok, akiknek csontvelője megsemmisült, például agresszív rákellenes kezelés következtében.

Ilyen helyzet kívánatos lehet vérrák (pl. Leukémia) esetén, ahol a terápia célja a neoplasztikus folyamat által lefedett vérképző rendszer megsemmisítése, és annak későbbi rekonstrukciója beültetett őssejtek segítségével.

• kiterjedt sebek kezelése epidermális őssejtek alkalmazásával

Az epidermális őssejtek a nagyméretű sebek, például az égési sérülések gyógyításának egyik módja.

Az egész eljárás a következő: először az epidermális őssejteket gyűjtjük a beteg egészséges bőrének egy töredékéből.

Ezután ezeket a sejteket laboratóriumi tenyésztésnek vetjük alá olyan körülmények között, amelyek lehetővé teszik kiterjedt szaporodását.

A megfelelő számú sejt megszerzése után ezeket a sebfelületre helyezzük.

A terápia további előnye, hogy a beteg teste nem utasíthatja el az ilyen "öltözködést" - saját sejtjeiből készült.

• szemészeti kezelés szaruhártya végtagi őssejtek alkalmazásával

Egy másik őssejtet alkalmazó terápiát viszonylag nemrégiben hagytak jóvá. Ez a szaruhártya végtag őssejtjeit tartalmazó gyógyszer, amely lehetővé teszi a szaruhártya-hám (a szemgolyó elülső, külső rétege) rekonstrukcióját.

Az előző esethez hasonlóan a sejtek "forrása" maga a beteg, pontosabban egészséges szeme.

Az őssejtek összegyűjtése után a laboratóriumban megsokszorozzák azokat, majd az érintett szemnek adják be. A terápia használatára utal a szaruhártya végtag őssejtjeinek hiánya, például kémiai anyag által okozott károsodás miatt.

Az őssejtek jövője

A fenti szöveg összefoglalja az őssejtek jelenlegi és, mint láthatja, nagyon korlátozott felhasználását az orvostudományban.

A kutatási menetrend ezen a területen nagyon összetett, és az őssejtek még mindig több kérdést vetnek fel, mint válaszokat.

A tudományos világban időről időre vannak információk a hozzájuk kapcsolódó úttörő felfedezésekről, de sajnos sok esetben kiderül, hogy a publikált kutatási eredmények nem igazak.

Ez történt például abban az esetben, amikor hangosan próbálták beültetni a csontvelő őssejtjeit a szívizom infarktus utáni hegébe. Az ilyen terápia állítólag pozitív eredményei további vizsgálatok lavináját váltották ki más klinikai központokban, de minden kísérlet végül kudarccal végződött.

Sok év kutatásra van még szükség az őssejtek orvoslásban való sikeres és biztonságos felhasználásához.

A tudósok folyamatosan próbálnak többet megtudni működésük szokatlan mechanizmusairól.

Milyen tényezők befolyásolják az őssejtek differenciálódásának folyamatát?

Ez a folyamat irányítható?

Mit kell tenni annak érdekében, hogy hatékonyan megsokszorozzuk őket?

Az eddig gyógyíthatatlan betegségek közül melyiknek van esélye gyógyítani ezzel a terápiával?

Ezeket és sok más kérdést folyamatosan kutatunk.

Itt érdemes megemlíteni, hogy bár az őssejtek terápiás felhasználása korlátozott, az orvostudomány más területein hasznosak.

Az egyik példa a neoplasztikus folyamatok vizsgálata. Az őssejtek lehetővé teszik egy ilyen folyamat szimulálását laboratóriumi körülmények között, majd a lehetséges terápiák tesztelését rajtuk (pl. Új rákellenes gyógyszerek).

A folyamatban lévő őssejtkutatás összhangban áll például az alábbiakra történő alkalmazással:

• neurodegeneratív betegségek (pl. Alzheimer-kór)
• gerincvelői sérülések
• az izom-csontrendszer sérülései

és végül egész szervek rekonstrukciójának kísérletei (például hasnyálmirigy az I. típusú cukorbetegségben).

Tisztában kell lennünk azzal, hogy az őssejtek nem gyógyírok, és minden lehetséges alkalmazást önállóan kutatnak, és a jóváhagyás előtt számos klinikai vizsgálatnak kell alávetni őket.

Végül érdemes figyelmeztetni azokat a "klinikákat" is, amelyek engedély nélküli őssejtterápiát kínálnak.

Az ilyen típusú kísérletek legjobb esetben pénzveszteségbe, rosszabb esetben az egészségbe, sőt az életbe kerülnek.

Bibliográfia:

1. "Felnőtt őssejtek: a regeneratív orvoslás reményei és hypei" J. Dulak és mtsai. Acta Biochimica Polonica, 62. évf., 3/2015., 329–337
2. "Az őssejtek biológiája: áttekintés" P. Chagastelles, N. Nardi, Kidney Int Suppl (2011). 2011. szept. 1 (3): 63–67.
3. "Szársejtek a szaruhártyán" Hertsenberg AJ, Funderburgh JL. Prog Mol Biol Transl Sci. 2015; 134: 25–41
4. "Őssejtek a bőr regenerálásában, a sebgyógyításban és klinikai alkalmazásukban" Ojeh N. et al. Int J Mol Sci. 2015. október 23.; 16

A szerzőről

Krzysztof Białoży A krakkói Collegium Medicum orvostanhallgatója, aki lassan belép az orvosmunka állandó kihívásainak világába. Különösen a nőgyógyászat és a szülészet, a gyermekgyógyászat és az életmód orvoslás érdekli. Az idegen nyelvek, az utazás és a hegyi túrázás kedvelője.

Olvassa el a cikk további cikkeit