Kaj so izvorne celice in zakaj so pomembne?
Zamisel o čudežnem zdravilu in telesu, ki se ozdravi, ima posebno fascinacijo. Raziskave matičnih celic približujejo regenerativno medicino še korak bližje, vendar so številne ideje in koncepti še vedno sporni. Kaj so torej izvorne celice in zakaj so tako pomembne?
Matične celice so vrsta celic, ki se lahko razvijejo v številne druge vrste celic. Matične celice se lahko obnovijo tudi z delitvijo, tudi potem, ko so bile dolgo neaktivne.
Človeško telo za delovanje potrebuje veliko različnih vrst celic, vendar ne ustvari vsake vrste celice v celoti oblikovane in pripravljene za uporabo. Namesto tega proizvaja matične celice, ki imajo široko paleto možnih funkcij. Vendar pa morajo matične celice postati posebne vrste celic, da bodo koristne.
Ko se matična celica razdeli, lahko nove celice postanejo druga matična celica ali določena celica, na primer krvna celica, možganska celica ali mišična celica.
Znanstveniki matično celico imenujejo nediferencirana celica, ker lahko postane katera koli celica. Nasprotno pa je krvna celica na primer "diferencirana" celica, ker je že določena vrsta celice.
Matične celice v terapiji
V nekaterih tkivih imajo matične celice pomembno vlogo pri regeneraciji, saj se lahko zlahka razdelijo in nadomestijo odmrle celice.
Znanstveniki verjamejo, da lahko vedenje o delovanju izvornih celic vodi do možnih načinov zdravljenja bolezni, kot so diabetes in bolezni srca.
Če na primer srce nekoga vsebuje poškodovano tkivo, bodo zdravniki morda lahko spodbudili zdravo tkivo k rasti s presaditvijo laboratorijsko gojenih matičnih celic v človekovo srce. To bi lahko povzročilo obnovo srčnega tkiva.
Raziskovalci v manjši študiji, objavljeni v Časopis za kardiovaskularne translacijske raziskave preizkusil to metodo.
Rezultati so pokazali 40-odstotno zmanjšanje obsega brazgotinastega srčnega tkiva zaradi srčnih napadov, ko so zdravniki presadili matične celice na poškodovano območje.
Zdravniki so tovrstne brazgotine vedno imeli za trajne in neozdravljive.
Vendar je v tej majhni študiji sodelovalo le 11 udeležencev. Zaradi tega je težko ugotoviti, ali je izboljšanje delovanja srca posledica presaditve matičnih celic ali je to posledica nečesa drugega.
Na primer, vse presaditve so se zgodile, ko so bili posamezniki na operaciji srčnega obvoda, zato je mogoče, da je prišlo do izboljšanja srčnega delovanja zaradi obvoda in ne zdravljenja z matičnimi celicami.
Za nadaljnjo preiskavo raziskovalci načrtujejo še eno študijo. Ta študija bo vključevala kontrolno skupino ljudi s srčnim popuščanjem, ki so bili operirani z obvodom, vendar niso prejeli matičnih celic.
Druga preiskava, objavljena v Nature Communications leta 2016 je predlagal, da bi lahko bile terapije z matičnimi celicami osnova za osebno zdravljenje diabetesa.
V miših in laboratorijsko gojenih kulturah so raziskovalci uspešno proizvedli celice, ki izločajo inzulin, iz izvornih celic, pridobljenih iz kože ljudi s sladkorno boleznijo tipa 1.
Jeffrey R. Millman, docent za medicino in biomedicinski inženiring na Medicinski fakulteti Univerze Washington in prvi avtor, pravi:
"Teoretično, če bi lahko poškodovane celice teh posameznikov nadomestili z novimi beta celicami trebušne slinavke - katerih glavna naloga je shranjevanje in sproščanje insulina za nadzor glukoze v krvi - pacienti s sladkorno boleznijo tipa 1 ne bi več potrebovali injekcij insulina."
Jeffrey R. Millman
Millman upa, da bi bile te beta celice, pridobljene iz izvornih celic, lahko pripravljene za raziskave na ljudeh v 3 do 5 letih.
"Predvidevamo si ambulantni postopek, v katerem bi neke vrste napravo, napolnjeno s celicami, postavili tik pod kožo," je dejal.
Matične celice bi lahko imele velik potencial za razvoj novih terapij.
Matične celice pri razvoju zdravil
Trenutno znanstveniki uporabljajo matične celice pri razvoju in testiranju novih zdravil.
Vrsta matičnih celic, ki jih znanstveniki običajno uporabljajo v ta namen, se imenuje inducirane pluripotentne matične celice.
To so celice, ki so že bile diferencirane, vendar so jih znanstveniki genetsko "reprogramirali" z uporabo virusov, tako da se lahko delijo in postanejo katera koli celica. Na ta način delujejo kot nediferencirane matične celice.
Znanstveniki lahko iz teh pluripotentnih izvornih celic vzgojijo diferencirane celice, ki so podobne na primer rakavim celicam. Ustvarjanje teh celic pomeni, da jih znanstveniki lahko uporabljajo za testiranje zdravil proti raku.
Raziskovalci s to metodo že izdelujejo najrazličnejše rakave celice. Ker pa še ne morejo ustvariti celic, ki kontrolirano posnemajo rakave celice, rezultatov ni vedno mogoče natančno ponoviti.
Ali trenutne terapije z izvornimi celicami delujejo?
V zadnjih letih so se odprle klinike, ki zagotavljajo zdravljenje z matičnimi celicami.
Študija iz leta 2016, objavljena v Matične celice celic štelo 570 teh klinik samo v ZDA. Ponujajo terapije z matičnimi celicami za motnje, od športnih poškodb do raka.
Vendar je zdravljenje z matičnimi celicami še vedno večinoma teoretično in ne na podlagi dokazov.
Zelo malo zdravljenj z matičnimi celicami je celo doseglo najzgodnejšo fazo kliničnega preskušanja. Znanstveniki večino sedanjih raziskav izvajajo na miših ali petrijevki.
Kljub temu ameriška uprava za hrano in zdravila (FDA) dovoljuje klinikam, da ljudem vbrizgajo lastne izvorne celice, če naj bi celice opravljale le svojo normalno funkcijo, Matične celice celic.
Od kod izvirajo izvorne celice?
Znanstveniki lahko matične celice nabirajo na različne načine.
Zarodne izvorne celice prihajajo iz zarodka, starega le nekaj dni.
Znanstveniki lahko med drugim pridobivajo matične celice odraslih iz različnih vrst tkiva, med drugim iz možganov, kostnega mozga, krvnih žil, skeletnih mišic, kože, zob, črevesja, jeter.
Amnijska tekočina vsebuje matične celice. Mnoge ženske se odločijo za test amniocenteze, ki preverja prirojene okvare še pred rojstvom otroka. Če zdravnik tekočino zadrži, bi jo lahko v prihodnosti uporabljali za zdravljenje drugih stanj bodisi med nosečnostjo bodisi po rojstvu.
Indicirane pluripotentne matične celice (celice iPS) so celice, ki jih lahko znanstveniki reprogramirajo v matične celice za uporabo v regenerativni medicini.
Po zbiranju matičnih celic jih znanstveniki običajno shranijo v tekočem dušiku za nadaljnjo uporabo.
Etična vprašanja
V preteklosti je bila uporaba izvornih celic v medicinskih raziskavah sporna.
To je zato, ker so znanstveniki, ko je konec devetdesetih let prvič v javnosti postala pozorna na terapevtsko uporabo, znanstveniki pridobivali človeške izvorne celice iz zarodkov.
Mnogi se ne strinjajo z uporabo človeških embrionalnih celic za medicinske raziskave, ker pridobivanje stebla pomeni uničenje zarodka.
To ustvarja zapletena vprašanja, saj imajo ljudje različna prepričanja o tem, kaj je začetek človeškega življenja.
Za nekatere ljudi se življenje začne, ko se rodi otrok ali ko se zarodek razvije v plod. Drugi verjamejo, da se človeško življenje začne ob spočetju, zato ima zarodek enak moralni status in pravice kot odrasla oseba ali otrok.
Predsednik George W. Bush je imel močne, življenjske religiozne poglede in je leta 2001 prepovedal financiranje raziskav človeških izvornih celic.
Vendar je administracija predsednika Obame dovolila delno umik teh raziskovalnih omejitev.
Vendar pa so do leta 2006 znanstveniki že začeli uporabljati pluripotentne matične celice. Znanstveniki teh matičnih celic ne pridobivajo iz zarodnih izvornih celic. Posledično ta tehnika nima enakih etičnih pomislekov.
S tem in drugimi nedavnimi napredki v tehnologiji izvornih celic se odnos do raziskav matičnih celic počasi začenja spreminjati.
Trenutne raziskave
Raziskave izvornih celic pomagajo znanstvenikom razumeti, kako se organizem razvije iz ene same celice in kako zdrave celice nadomestijo okvarjene celice pri ljudeh in živalih.
Razumevanje raka
Mnogo hudih zdravstvenih stanj, ki se pojavijo pri ljudeh, na primer rak in prirojene okvare, se zgodi, ker se celice nenormalno delijo.
Boljše razumevanje izvornih celic lahko omogoči vpogled v nastanek teh bolezni in možne možnosti zdravljenja.
Regenerativna medicina
Junija 2016 sta dva raziskovalca prejela drugo nagrado v kategoriji materialov na novonastalem tehnološkem tekmovanju Kraljevskega združenja za kemijo v Združenem kraljestvu za ustvarjanje sintetičnega biomateriala, ki stimulira matične celice, ki izvirajo iz lastnih zob.
Raziskovalci verjamejo, da bo ta material nadomestil zalivke, saj bi matične celice povzročile, da se poškodovani zobje ozdravijo.
Čeprav je potrebno veliko več raziskav, preden lahko zdravljenje z matičnimi celicami postane del običajne medicinske prakse, se znanost o matičnih celicah ves čas razvija.
Skoraj na vsakem terapevtskem področju zdravniki upajo, da bo tehnologija izvornih celic revolucionirala terapevtske norme in uvedla vsaj nov standard personaliziranega zdravljenja in morda celo samozdravljenje teles.
Kdaj se to lahko zgodi, ni še nihče pripravljen povedati.
Tukaj lahko izveste več o izvornih celicah, od kod prihajajo, in njihovi možni uporabi.
