Co jsou kmenové buňky a proč jsou důležité?

Myšlenka zázračného léčení a uzdravování těl je zvlášť fascinující. Výzkum kmenových buněk přináší regenerativní medicínu o krok blíž, ale mnoho myšlenek a konceptů zůstává kontroverzních. Co jsou to kmenové buňky a proč jsou tak důležité?

Kmenové buňky jsou typem buňky, která se může vyvinout v mnoho dalších typů buněk. Kmenové buňky se mohou také obnovovat dělením, i když byly delší dobu neaktivní.

Lidské tělo k fungování vyžaduje mnoho různých typů buněk, ale neprodukuje každý buněčný typ plně vytvořený a připravený k použití. Místo toho produkuje kmenové buňky, které mají širokou škálu možných funkcí. Kmenové buňky se však musí stát specifickým typem buňky, aby byly užitečné.

Když se kmenová buňka rozdělí, nové buňky se mohou stát další kmenovou buňkou nebo specifickou buňkou, jako je krvinka, mozková buňka nebo svalová buňka.

Vědci nazývají kmenovou buňku nediferencovanou buňkou, protože se může stát jakoukoli buňkou. Naproti tomu například krevní buňka je „diferencovaná“ buňka, protože již jde o specifický druh buňky.

Kmenové buňky v terapii

Kmenové buňky mohou poskytnout klíč k regenerativní medicíně, při které se tělo uzdravuje.

V některých tkáních hrají kmenové buňky zásadní roli při regeneraci, protože se mohou snadno rozdělit a nahradit mrtvé buňky.

Vědci se domnívají, že znalost fungování kmenových buněk může vést k možné léčbě stavů, jako je cukrovka a srdeční choroby.

Například pokud něčí srdce obsahuje poškozenou tkáň, lékaři mohou být schopni stimulovat růst zdravé tkáně transplantací laboratorních kmenových buněk do srdce člověka. To by mohlo způsobit obnovení srdeční tkáně.

Vědci o malé studii publikované v Journal of Cardiovascular Translational Research testoval tuto metodu.

Výsledky ukázaly 40 procentní zmenšení velikosti zjizvené srdeční tkáně způsobené infarktem, když lékaři transplantovali kmenové buňky do poškozené oblasti.

Lékaři vždy považovali tento druh jizev za trvalý a neléčitelný.

Tato malá studie však zahrnovala pouze 11 účastníků. To ztěžuje zjištění, zda zlepšení funkce srdce vyplynulo z transplantace kmenových buněk, nebo zda to bylo způsobeno něčím jiným.

Například všechny transplantace proběhly, když jednotlivci podstoupili operaci bypassu srdce, takže je možné, že zlepšení funkce srdce bylo způsobeno spíše bypassem než léčbou kmenovými buňkami.

Vědci plánují provést další studii, aby mohli dále zkoumat. Tato studie bude zahrnovat kontrolní skupinu lidí se srdečním selháním, kteří podstoupí bypassovou operaci, ale kteří nedostávají léčbu kmenovými buňkami.

Další vyšetřování, zveřejněné v Příroda komunikace v roce 2016 navrhl, že terapie kmenovými buňkami by mohla být základem personalizované léčby diabetu.

U myší a laboratorně pěstovaných kultur vědci úspěšně produkovali buňky vylučující inzulín z kmenových buněk získaných z kůže lidí s diabetem 1. typu.

Jeffrey R. Millman, odborný asistent medicíny a biomedicínského inženýrství na Washington University School of Medicine a první autor, říká:

"Teoreticky, kdybychom mohli nahradit poškozené buňky u těchto jedinců novými beta buňkami pankreatu - jejichž primární funkcí je ukládání a uvolňování inzulínu za účelem kontroly hladiny glukózy v krvi - pacienti s diabetem 1. typu by již nepotřebovali injekce inzulínu."

Jeffrey R. Millman

Millman doufá, že tyto beta buňky odvozené z kmenových buněk mohou být připraveny pro výzkum na lidech do 3 až 5 let.

"Představujeme si ambulantní zákrok, při kterém by se nějaký druh zařízení naplněného buňkami umístil těsně pod kůži," řekl.

Kmenové buňky by mohly mít obrovský potenciál při vývoji nových terapií.

Kmenové buňky ve vývoji léčiv

Vědci používají kmenové buňky k vývoji a testování nových léků.

Jedním ze způsobů, jak vědci v současné době používají kmenové buňky, je vývoj a testování nových léků.

Typ kmenových buněk, který vědci běžně používají pro tento účel, se nazývá indukované pluripotentní kmenové buňky.

Jedná se o buňky, které již prošly diferenciací, ale které vědci geneticky „přeprogramovali“ pomocí virů, aby se mohli rozdělit a stát se jakoukoli buňkou. Tímto způsobem se chovají jako nediferencované kmenové buňky.

Vědci mohou z těchto pluripotentních kmenových buněk vypěstovat diferencované buňky, aby se podobaly například rakovinným buňkám. Vytvoření těchto buněk znamená, že je vědci mohou použít k testování protinádorových léků.

Vědci již touto metodou vyrábějí širokou škálu rakovinných buněk. Protože však ještě nemohou vytvářet buňky, které řízeným způsobem napodobují rakovinné buňky, není vždy možné přesně replikovat výsledky.

Fungují současné terapie kmenovými buňkami?

V posledních letech se otevřely kliniky poskytující léčbu kmenovými buňkami.

Studie z roku 2016 publikovaná v Buňková kmenová buňka počítalo 570 z těchto klinik pouze ve Spojených státech. Nabízejí terapie založené na kmenových buňkách pro poruchy od sportovních úrazů po rakovinu.

Terapie kmenovými buňkami je však stále většinou spíše teoretická než založená na důkazech.

Velmi málo léčby kmenovými buňkami dokonce dosáhlo nejranější fáze klinického hodnocení. Vědci provádějí většinu současného výzkumu na myších nebo Petriho misce.

Navzdory tomu americký úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) umožňuje klinikám injekčně podávat lidem jejich vlastní kmenové buňky, pokud jsou buňky určeny k výkonu pouze jejich normální funkce, podle Buňková kmenová buňka.

Odkud pocházejí kmenové buňky?

Vědci mohou sklízet kmenové buňky různými způsoby.

Embryonální kmenové buňky pocházejí z embrya, které je staré jen několik dní.

Vědci mohou extrahovat dospělé kmenové buňky z různých druhů tkání, mimo jiné z mozku, kostní dřeně, krevních cév, kosterního svalstva, kůže, zubů, střev, jater.

Plodová voda obsahuje kmenové buňky. Mnoho žen se rozhodne pro test amniocentézy, který kontroluje vrozená postižení před narozením dítěte. Pokud lékař tekutinu uchová, mohli by ji v budoucnu použít k léčbě jiných stavů během těhotenství nebo po narození.

Indukované pluripotentní kmenové buňky (buňky iPS) jsou buňky, které mohou vědci přeprogramovat tak, aby fungovaly jako kmenové buňky pro použití v regenerativní medicíně.

Po shromáždění kmenových buněk je vědci obvykle skladují v kapalném dusíku pro budoucí použití.

Etické problémy

Historicky je používání kmenových buněk v lékařském výzkumu kontroverzní.

Je tomu tak proto, že když se terapeutické využití kmenových buněk poprvé dostalo do pozornosti veřejnosti koncem 90. let, vědci odvodili lidské kmenové buňky z embryí.

Mnoho lidí nesouhlasí s používáním lidských embryonálních buněk pro lékařský výzkum, protože extrakce stonku znamená zničení embrya.

To vytváří složité problémy, protože lidé mají různé přesvědčení o tom, co představuje začátek lidského života.

U některých lidí začíná život, když se narodí dítě nebo se z embrya vyvine plod. Jiní věří, že lidský život začíná počátkem, takže embryo má stejné morální postavení a práva jako dospělý člověk nebo dítě.

Prezident George W. Bush měl silné, proživotní náboženské názory a v roce 2001 zakázal financování výzkumu lidských kmenových buněk.

Vláda prezidenta Obamy však umožnila částečné zrušení těchto výzkumných omezení.

Do roku 2006 však vědci již začali používat pluripotentní kmenové buňky. Vědci neodvozují tyto kmenové buňky z embryonálních kmenových buněk. Výsledkem je, že tato technika nemá stejné etické obavy.

S tímto a dalšími nedávnými pokroky v technologii kmenových buněk se postoje k výzkumu kmenových buněk pomalu začínají měnit.

Aktuální výzkum

Výzkum kmenových buněk pomáhá vědcům pochopit, jak se organismus vyvíjí z jedné buňky a jak zdravé buňky nahrazují vadné buňky u lidí a zvířat.

Porozumění rakovině

Mnoho závažných zdravotních stavů, které se vyskytují u lidí, jako je rakovina a vrozená postižení, se stane, protože buňky se dělí abnormálně.

Lepší pochopení kmenových buněk může poskytnout vhled do toho, jak tyto nemoci vznikají, a možné možnosti léčby.

Regenerativní medicína

Kmenové buňky se ukázaly slibné v mnoha oblastech zdraví, od snižování jizev na srdci až po opravu zubů.

V červnu 2016 získali dva vědci druhou cenu v kategorii materiálů v nově vznikající technologické soutěži Královské společnosti chemie ve Spojeném království za vytvoření syntetického biomateriálu, který stimuluje kmenové buňky pocházející z vlastních zubů člověka.

Vědci se domnívají, že tento materiál nahradí výplně, protože kmenové buňky by vedly k tomu, že se poškozené zuby samy uzdraví.

Přestože je před zahájením léčby kmenovými buňkami součástí běžné lékařské praxe zapotřebí mnohem více výzkumu, věda o kmenových buňkách se vyvíjí stále.

Téměř ve všech terapeutických oblastech doktoři doufají, že technologie kmenových buněk způsobí převrat v terapeutických normách a zavede přinejmenším nový standard personalizované léčby a možná i samoléčebných těl.

Kdy se to může stát, nikdo není připraven to říct.

Zjistěte více zde o kmenových buňkách, odkud pocházejí, a jejich možných použitích.

none:  hypertenze dodržování prasečí chřipka