Hva er stamceller, og hva gjør de?
Celler i kroppen har spesifikke formål, men stamceller er celler som ennå ikke har en spesifikk rolle og kan bli nesten hvilken som helst celle som er nødvendig.
Stamceller er udifferensierte celler som kan forvandles til spesifikke celler, ettersom kroppen trenger dem.
Forskere og leger er interessert i stamceller når de hjelper til med å forklare hvordan noen funksjoner i kroppen fungerer, og hvordan de noen ganger går galt.
Stamceller viser også løfte om behandling av noen sykdommer som for øyeblikket ikke er kur.
Kilder til stamceller
Stamceller stammer fra to hovedkilder: voksen kroppsvev og embryoer. Forskere jobber også med måter å utvikle stamceller fra andre celler ved hjelp av genetiske "omprogrammering" -teknikker.
Voksne stamceller
Stamceller kan bli til alle typer celler før de blir differensierte.
En persons kropp inneholder stamceller gjennom hele livet. Kroppen kan bruke disse stamcellene når den trenger dem.
Også kalt vevsspesifikke eller somatiske stamceller, voksne stamceller eksisterer i hele kroppen fra et embryo utvikles.
Cellene er i en uspesifikk tilstand, men de er mer spesialiserte enn embryonale stamceller. De forblir i denne tilstanden til kroppen trenger dem for et bestemt formål, for eksempel som hud- eller muskelceller.
Daglig liv betyr at kroppen kontinuerlig fornyer vevet. I noen deler av kroppen, som tarm og benmarg, deles stamceller jevnlig for å produsere nytt kroppsvev for vedlikehold og reparasjon.
Stamceller er tilstede i forskjellige typer vev. Forskere har funnet stamceller i vev, inkludert:
- hjernen
- beinmarg
- blod og blodkar
- skjelettmuskulatur
- hud
- leveren
Imidlertid kan stamceller være vanskelig å finne. De kan forbli ikke-delende og ikke-spesifikke i årevis til kroppen tilkaller dem for å reparere eller dyrke nytt vev.
Voksne stamceller kan dele seg eller fornye seg på ubestemt tid. Dette betyr at de kan generere forskjellige celletyper fra det opprinnelige organet eller til og med regenerere det originale organet helt.
Denne delingen og regenerering er hvordan et hudsår leges, eller hvordan et organ som for eksempel leveren kan reparere seg selv etter skade.
Tidligere trodde forskere at voksne stamceller bare kunne skille seg basert på opprinnelsesvev. Imidlertid antyder noen bevis nå at de også kan skille seg ut til å bli andre celletyper.
Embryonale stamceller
Fra det aller tidligste stadiet av svangerskapet, etter at sædcellen befruktet egget, dannes et embryo.
Rundt 3–5 dager etter at en sæd befruktet et egg, får embryoet form av en blastocyst eller en ball av celler.
Blastocyst inneholder stamceller og vil senere implanteres i livmoren. Embryonale stamceller kommer fra en blastocyst som er 4–5 dager gammel.
Når forskere tar stamceller fra embryoer, er dette vanligvis ekstra embryoer som skyldes in vitro befruktning (IVF).
I IVF-klinikker gjødsler legene flere egg i et prøverør for å sikre at minst ett overlever. De vil deretter implantere et begrenset antall egg for å starte en graviditet.
Når en sæd gjødsler et egg, kombineres disse cellene for å danne en enkelt celle kalt en zygote.
Denne encellede zygoten begynner deretter å dele seg, og danner 2, 4, 8, 16 celler og så videre. Nå er det et embryo.
Snart, og før embryoet implanteres i livmoren, er denne massen på rundt 150–200 celler blastocyst. Blastocyst består av to deler:
- en ytre cellemasse som blir en del av morkaken
- en indre cellemasse som vil utvikle seg til menneskekroppen
Den indre cellemassen er der embryonale stamceller finnes. Forskere kaller disse totipotente celler. Begrepet totipotent refererer til det faktum at de har total potensial for å utvikle seg til en hvilken som helst celle i kroppen.
Med riktig stimulering kan cellene bli blodceller, hudceller og alle de andre celletyper som kroppen trenger.
Tidlig i svangerskapet fortsetter blastocyststadiet i omtrent 5 dager før embryoet implanteres i livmoren eller livmoren. På dette stadiet begynner stamceller å skille seg.
Embryonale stamceller kan skille seg ut i flere celletyper enn voksne stamceller.
Mesenkymale stamceller (MSC)
MSC kommer fra bindevev eller stroma som omgir kroppens organer og annet vev.
Forskere har brukt MSC for å skape nye kroppsvev, som bein, brusk og fettceller. De kan en dag spille en rolle i å løse et bredt spekter av helseproblemer.
Induserte pluripotente stamceller (iPS)
Forskere lager disse i et laboratorium ved hjelp av hudceller og andre vevsspesifikke celler. Disse cellene oppfører seg på samme måte som embryonale stamceller, så de kan være nyttige for å utvikle en rekke terapier.
Imidlertid er mer forskning og utvikling nødvendig.
For å dyrke stamceller, trekker forskere først ut prøver fra voksen vev eller et embryo. De plasserer deretter disse cellene i en kontrollert kultur der de vil dele seg og reprodusere, men ikke spesialisere seg videre.
Stamceller som deler seg og reproduserer seg i en kontrollert kultur kalles en stamcellelinje.
Forskere administrerer og deler stamcellelinjer for forskjellige formål. De kan stimulere stamcellene til å spesialisere seg på en bestemt måte. Denne prosessen er kjent som rettet differensiering.
Inntil nå har det vært lettere å dyrke et stort antall embryonale stamceller enn voksne stamceller. Forskere gjør imidlertid fremskritt med begge celletyper.
Typer stamceller
Forskere kategoriserer stamceller, i henhold til deres potensial for å skille seg ut i andre typer celler.
Embryonale stamceller er de mest potente, ettersom deres jobb er å bli alle typer celler i kroppen.
Full klassifisering inkluderer:
Totipotent: Disse stamcellene kan skille seg ut i alle mulige celletyper. De første få cellene som vises når zygoten begynner å dele seg, er totipotente.
Pluripotent: Disse cellene kan bli til nesten hvilken som helst celle. Celler fra det tidlige embryoet er pluripotente.
Multipotent: Disse cellene kan skille seg inn i en nært beslektet familie av celler. Voksne hematopoietiske stamceller kan for eksempel bli røde og hvite blodlegemer eller blodplater.
Oligopotent: Disse kan skille seg inn i noen få forskjellige celletyper. Voksne lymfoide eller myeloide stamceller kan gjøre dette.
Unipotent: Disse kan bare produsere celler av ett slag, som er deres egen type. Imidlertid er de fremdeles stamceller fordi de kan fornye seg. Eksempler inkluderer voksne muskelstamceller.
Embryonale stamceller betraktes som pluripotente i stedet for totipotente fordi de ikke kan bli en del av de ekstra embryonale membranene eller morkaken.
Bruker
Stamceller selv tjener ikke et eneste formål, men er viktige av flere grunner.
For det første, med riktig stimulering, kan mange stamceller påta seg rollen som en hvilken som helst type celle, og de kan regenerere skadet vev, under de rette forholdene.
Dette potensialet kan redde liv eller reparere sår og vevsskader hos mennesker etter en sykdom eller skade. Forskere ser mange mulige bruksområder for stamceller.
Vevregenerering
Vevsregenerering er trolig den viktigste bruken av stamceller.
Inntil nå måtte en person som trengte en ny nyre, for eksempel, vente på en giver og deretter gjennomgå en transplantasjon.
Det er mangel på donororganer, men ved å instruere stamceller til å differensiere på en bestemt måte, kan forskere bruke dem til å dyrke en bestemt vevstype eller et bestemt organ.
Som et eksempel har leger allerede brukt stamceller rett under hudoverflaten for å lage nytt hudvev. De kan deretter reparere en alvorlig forbrenning eller annen skade ved å pode dette vevet på den skadede huden, og ny hud vil vokse tilbake.
Kardiovaskulær sykdomsbehandling
I 2013 rapporterte et team av forskere fra Massachusetts General Hospital i PNAS Early Edition at de hadde skapt blodkar i laboratoriemus, ved hjelp av humane stamceller.
Innen to uker etter implantering av stamcellene hadde det dannet seg nettverk av blodperfunderte kar. Kvaliteten på disse nye blodkarene var like god som de naturlige i nærheten.
Forfatterne håpet at denne typen teknikk til slutt kunne bidra til å behandle personer med hjerte- og karsykdommer.
Behandling av hjernesykdom
Leger kan en dag være i stand til å bruke erstatningsceller og vev til å behandle hjernesykdommer, som Parkinson og Alzheimers.
I Parkinson fører for eksempel skade på hjerneceller til ukontrollerte muskelbevegelser. Forskere kan bruke stamceller til å fylle på det skadede hjernevevet. Dette kan bringe tilbake de spesialiserte hjernecellene som stopper ukontrollerte muskelbevegelser.
Forskere har allerede prøvd å differensiere embryonale stamceller til denne typen celler, så behandlinger er lovende.
Cellemangelterapi
Forskere håper en dag å kunne utvikle sunne hjerteceller i et laboratorium som de kan transplantere til mennesker med hjertesykdom.
Disse nye cellene kan reparere hjerteskader ved å fylle hjertet på nytt med sunt vev.
På samme måte kan personer med type I-diabetes motta bukspyttkjertelceller for å erstatte de insulinproduserende cellene som deres eget immunsystem har mistet eller ødelagt.
Den eneste nåværende behandlingen er en bukspyttkjerteltransplantasjon, og svært få bukspyttkjertler er tilgjengelig for transplantasjon.
Blodsykdomsbehandlinger
Leger bruker nå rutinemessig voksne hematopoietiske stamceller til å behandle sykdommer, som leukemi, sigdcelleanemi og andre immunsviktproblemer.
Hematopoietiske stamceller forekommer i blod og beinmarg og kan produsere alle blodcelletyper, inkludert røde blodlegemer som fører oksygen og hvite blodlegemer som bekjemper sykdommer.
Donere eller høste stamceller
Folk kan donere stamceller for å hjelpe en elsket, eller muligens til eget bruk i fremtiden.
Donasjoner kan komme fra følgende kilder:
Benmarg: Disse cellene tas under generell bedøvelse, vanligvis fra hofte- eller bekkenbenet. Teknikere isolerer deretter stamcellene fra benmargen for lagring eller donasjon.
Perifere stamceller: En person mottar flere injeksjoner som får beinmargen til å frigjøre stamceller i blodet. Deretter fjernes blod fra kroppen, en maskin skiller ut stamcellene, og leger returnerer blodet til kroppen.
Navlestrengsblod: Stamceller kan høstes fra navlestrengen etter fødsel, uten skade på babyen. Noen donerer ledningsblodet, og andre lagrer det.
Denne høstingen av stamceller kan være dyr, men fordelene for fremtidige behov inkluderer:
- stamcellene er lett tilgjengelige
- mindre sjanse for at transplantert vev blir avvist hvis det kommer fra mottakerens egen kropp
Forskning og vitenskapelig funn
Stamceller er nyttige ikke bare som potensielle terapier, men også for forskningsformål.
For eksempel har forskere funnet at å slå et bestemt gen på eller av kan føre til at det skiller seg. Å vite dette hjelper dem med å undersøke hvilke gener og mutasjoner som forårsaker hvilke effekter.
Bevæpnet med denne kunnskapen kan de kanskje oppdage hva som forårsaker et bredt spekter av sykdommer og tilstander, hvorav noen ennå ikke har kur.
Unormal celledeling og differensiering er ansvarlig for tilstander som inkluderer kreft og medfødte funksjonshemninger som stammer fra fødselen. Å vite hva som får cellene til å dele seg på feil måte, kan føre til en kur.
Stamceller kan også hjelpe i utviklingen av nye medisiner. I stedet for å teste medisiner på frivillige mennesker, kan forskere vurdere hvordan et legemiddel påvirker normalt, sunt vev ved å teste det på vev dyrket av stamceller.
Video: Hva er stamceller?
Se videoen for å finne ut mer om stamceller.
Kontrovers
Det har vært noen kontroverser om stamcelleforskning. Dette gjelder hovedsakelig arbeid på embryonale stamceller.
Bruk av embryoer til stamceller
Argumentet mot å bruke embryonale stamceller er at det ødelegger en menneskelig blastocyst, og det befruktede egget kan ikke utvikle seg til en person.
I dag leter forskere etter måter å lage eller bruke stamceller som ikke involverer embryoer.
Blanding av mennesker og dyr
Stamcelleforskning innebærer ofte innsetting av humane celler i dyr, for eksempel mus eller rotter. Noen mennesker hevder at dette kan skape en organisme som er menneskelig.
I noen land er det ulovlig å produsere embryonale stamcellelinjer. I USA kan forskere lage eller jobbe med embryonale stamcellelinjer, men det er ulovlig å bruke føderale midler til å undersøke stamcellelinjer som ble opprettet etter august 2001.
Stamcellebehandling og FDA-regulering
Noen mennesker tilbyr allerede "stamcelleterapier" for en rekke formål, for eksempel anti-aldringsbehandlinger.
Imidlertid har de fleste av disse bruksområdene ikke godkjenning fra U.S. Food and Drug Administration (FDA). Noen av dem kan være ulovlige, og noen kan være farlige.
Alle som vurderer stamcellebehandling, bør sjekke med leverandøren eller FDA at produktet har godkjenning, og at det ble laget på en måte som oppfyller FDAs standarder for sikkerhet og effektivitet.
