• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Unijny przełom w komórkach macierzystych

    02.06.2010. 20:12
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Unijni naukowcy opracowali przełomową metodę hodowania dużych ilości embrionalnych komórek macierzystych (ES) człowieka w warunkach pełnej kontroli chemicznej bez zapotrzebowania na inne komórki czy substancje zwierzęce. Naukowcy ze szwedzkiego Instytut Karolińskiego pracujący pod kierunkiem profesora Karla Tryggvasona dokonali wraz z Harwardzkim Instytutem Komórek Macierzystych z USA tego pionierskiego wyczynu, który umożliwi tworzenie różnego typu komórek do wykorzystania w medycynie.

    Dofinansowanie badań, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Biotechnology, pochodziło częściowo z projektu ESTOOLS (Platformy do odkryć biomedycznych za pomocą embrionalnych komórek macierzystych człowieka), dofinansowanego z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR). Zintegrowany projekt, w którym bierze udział 21 zespołów badawczych z 10 krajów, poświęcony jest etycznym badaniom nad embrionalnymi komórkami macierzystymi wspieranym przez wszechstronne szkolenia.

    Komórki macierzyste działają jak wewnętrzny system naprawy, ponieważ mogą dzielić się bez ograniczeń, aby uzupełnić inne komórki oraz są w stanie regenerować się nawet po dłuższym okresie braku aktywności. Komórki macierzyste dzielą się na przykład systematycznie w jelicie i szpiku kostnym, aby zastąpić zużyte lub uszkodzone tkanki.

    Embrionalne komórki macierzyste są szczególnie interesujące dla naukowców ze względu na ich unikalną zdolność do przekształcania się w wiele różnych rodzajów komórek w organizmie. Znajdują szerokie zastosowanie w laboratoriach do badań przesiewowych nowych leków oraz rozpoznania przyczyn wad wrodzonych. Wybiegając w przyszłość, embrionalne komórki macierzyste dają wielkie możliwości w leczeniu chorób, takich jak cukrzyca czy choroby serca.

    Naukowcy pracowali z dwoma rodzajami embrionalnych komórek macierzystych, tj. z ludzkimi i zwierzęcymi. Jednakże stanęli wobec poważnej trudności, a mianowicie konieczności zatrzymania embrionalnych komórek macierzystych człowieka w celu ich hodowania i rozwijania. Zważywszy na fakt, że embrionalne komórki macierzyste człowieka są hodowane za pomocą białek zwierzęcych nie mogą być one skutecznie wykorzystywane w leczeniu ludzi. Inny problem polegał na tym, że choć istnieje możliwość hodowania komórek macierzystych na innych komórkach człowieka, służących za komórki odżywcze, to w trakcie procesu wydziela się wiele niekontrolowanych białek, pozbawiając wyniki naukowe wiarygodności.

    W ramach ostatnich badań naukowcy odkryli alternatywne sposoby hodowania komórek macierzystych, które wiążą się z zastosowaniem pojedynczego białka ludzkiego o nazwie laminina-511, stanowiącego część tkanki łącznej, do której komórki są w stanie się przyczepić. Ponadto białko to jest niezbędne, ponieważ umożliwia komórkom macierzystym pozostanie tym czym są. Do jednych z największych osiągnięć zespołu profesora Tryggvasona dokonanych w ciągu ostatnich dekad należy zaliczyć wyprodukowanie kilku typów lamininy za pomocą technologii genowej, a obecnie technik rekombinacyjnych. Wcześniej laminina-511 była niemal niemożliwa do wyekstrahowania z tkanek, jak również trudna do wyprodukowania.

    "Teraz po raz pierwszy możemy produkować duże ilości embrionalnych komórek macierzystych człowieka w środowisku, które jest całkowicie zdefiniowane chemicznie" - mówi profesor Karl Tryggvason. "Dzięki temu otwierają się nowe możliwości tworzenia różnych typów komórek, które mogą następnie być poddawane testom pod kątem leczenia chorób."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Krew pępowinowa - stanowi źródło krwiotwórczych komórek macierzystych oraz komórek mezenchymy. Ta krew jest jedynym źródłem komórek macierzystych niewymagającym używania metod inwazyjnych u dawcy. Komórki iPS (ang. iPSC – induced pluripotent stem cells) – rodzaj pluripotencjalnych komórek macierzystych, które zostały sztucznie otrzymane z nie-pluripotentnych komórek (przeważnie komórek somatycznych dorosłego człowieka) przez wymuszenie ekspresji odpowiednich genów w tych komórkach. Terapia komórkowa - rozwijająca się w medycynie gałąź terapii, polegająca na wykorzystaniu ludzkich komórek do regeneracji uszkodzonych tkanek lub narządów pacjenta. Komórki te mogą pochodzić z tego samego pacjenta, lub od dawcy. Metoda ta różni się od przeszczepów tym, że korzysta się w niej nie z całych narządów lub tkanek, ale z wyizolowanych, oczyszczonych i czasem zmodyfikowanych komórek. Do terapii komórkowej często stosuje się komórki macierzyste lub progenitorowe, które posiadają wewnętrzny potencjał regeneracji uszkodzonych tkanek. Przykładowo, ostatnio pojawia się coraz więcej doniesień o skutecznym wykorzystaniu komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego do regeneracji mięśnia sercowego po zawale.

    Bank komórek macierzystych (ang. Stem Cell Bank) – zakład biotechnologiczny zajmujący się przechowywaniem dorosłych komórek macierzystych pobieranych typowo z krwi pępowinowej. Komórki satelitarne – komórki macierzyste mięśni szkieletowych. Powstają z mioblastów, które nie zlały się do roboczych komórek mięśniowych, lecz ściśle do nich przylegają. U dorosłego człowieka ich jądra stanowią ok. 5% jąder komórek mięśniowych. Uaktywniają się przy uszkodzeniu lub trenowaniu mięśnia, prowadząc do regeneracji lub przerostu komórek mięśniowych. W warunkach doświadczalnych udaje się je różnicować do innych komórek niż mięśniowe.

    Embrionalne komórki macierzyste (ang. Embryonic Stem Cell – ESC) – komórki, które mogą dać początek wszystkim możliwym tkankom. Komórki macierzyste pięciodniowego zarodka mogą rozwinąć się w dowolny typ komórek i teoretycznie zastąpić uszkodzone komórki, których organizm nie jest w stanie odtworzyć. Anaplazja – brak zróżnicowania lub proces odróżnicowania się komórek, powstawanie z komórek zróżnicowanych nowych pokoleń komórek o coraz to mniejszym stopniu zróżnicowania albo też zatrzymanie różnicowania (dojrzewania) komórki wraz z zachowaną zdolnością do mnożenia się. Charakterystyczna dla nowotworów złośliwych. Obecnie uważa się, że raczej nowotwory powstają z komórek macierzystych niż że dochodzi do procesu odróżnicowania.

    Pluripotencja (pluripotencjalność) jest zdolnością pojedynczej komórki do zróżnicowania się w dowolny typ komórek somatycznych poza komórkami trofoblastu, które w późniejszych stadiach rozwoju tworzą łożysko. Z pluripotencjalnych komórek macierzystych pochodzących z najwcześniejszego stadium zarodka – 5-dniowej blastocysty biorą początek komórki wszystkich tkanek i narządów. Zaledwie 30-35 tych komórek, z których składa się węzeł zarodkowy blastocysty "gromadzi" instrukcje dla 100 bilionów (10) komórek tworzących ludzki organizm. Transdyferencjacja – proces biologiczny polegający na przeprogramowaniu komórek macierzystych, mający na celu osiągnięcie zdolności różnicowania się nie tylko w tkankę, z której pochodzą, ale także w inne tkanki pochodzące nawet z innych listków zarodkowych.

    Rakowe komórki macierzyste (ang. Cancer stem cells, CSCs) - to inicjalne, niezróżnicowane komórki rakowe (obecne w guzach i nowotworach układu krwiotwórczego), mające możliwość przekształcania się we wszystkie rodzaje komórek tworzących masę nowotworową.
    Jedna z teorii wyjaśniających proces nowotworzenia zakłada, że rakowe komórki macierzyste są prekursorami innych komórek nowotworowych i odgrywają kluczową rolę w powstawaniu raka. Komórki te, w przeciwieństwie do innych komórek rakowych, są rakotwórcze (same w sobie mają zdolność do wywoływania raka). Podejrzewa się, że CSCs są przyczyną występowania przerzutów i nawrotów choroby nowotworowej.

    Komórki blastyczne (w skrócie blasty) – jeden z rodzajów komórek macierzystych. Są to bardzo słabo zróżnicowane komórki prekursorowe, z których rozwijają się komórki poszczególnych szeregów hematopoetycznych w szpiku kostnym.

    Monocyty – populacja leukocytów stanowiąca 3-8% wszystkich leukocytów obecnych we krwi ). Komórki te, poza dużym rozmiarem, charakteryzują się występowaniem w błonie komórkowej takich markerów, jak: CD45 (charakterystyczny dla wszystkich leukocytów), CD11c, CD14, CD31, CD34 i inne, przy czym jedynie CD14 jest markerem specyficznym dla monocytów i makrofagów . Dojrzałe monocyty, po migracji z krwi do tkanek obwodowych przekształcają się w makrofagi, natomiast nieliczne tego typu komórki posiadają właściwości komórek macierzystych i mogą różnicować się w inne populacje komórek krwi lub nawet innych tkanek . Komórka nowotworowa – komórka której cykl komórkowy został zaburzony wskutek mutacji. Jedną z jej ważnych cech jest duża zdolność do unikania apoptozy. Komórka nowotworowa dzieli się nieustannie i bez ograniczeń. Charakteryzuje ją podwyższona aktywność telomerazy, co umożliwia ominięcie fizjologicznego limitu ilości podziałów jednej komórki. Pod tym względem przypomina komórki macierzyste, jednak nie dochodzi do specjalizacji komórki. Podział komórek nowotworowych może prowadzić do powstania guza nowotworowego.

    Merystemoidy – miejsce w obrębie tkanek stałych, w którym następuje różnicowanie się komórek w kierunku bardziej wyspecjalizowanych. Miejsce takie może charakteryzować się zwiększona aktywnością podziałową. Przykładem są komórki macierzyste aparatów szparkowych lub komórki inicjalne włosków czyli tworów epidermy. Zwykle dochodzi do zahamowania różnicowania się komórek w okolicy merystemoidu, co skutkuje równomiernym rozłożeniem stryktur powstających z merystemoidu.

    Dodano: 02.06.2010. 20:12  


    Najnowsze