Výzkum kmenových buněk

Potenciální využití kmenových buněk

Vzhledem k tomu, že kmenové buňky mají schopnost přeměnit se v různé jiné typy buněk, vědci se domnívají, že mohou být užitečné pro léčbu a pochopení nemocí. Podle Mayo Clinic lze kmenové buňky použít k:

• pěstovat nové buňky v laboratoři, aby nahradily poškozené orgány nebo tkáně
• správné části orgánů, které nefungují správně
• výzkum příčin genetických defektů v buňkách
• zkoumat, jak dochází k onemocněním nebo proč se z určitých buněk vyvíjejí rakovinné buňky
• testovat nové léky na bezpečnost a účinnost

Typy kmenových buněk

Existuje několik typů kmenových buněk, které lze použít pro různé účely.

Embryonální kmenové buňky

Embryonální kmenové buňky pocházejí z lidských embryí, která jsou tři až pět dní stará. Sklízí se během procesu zvaného oplodnění in vitro. To zahrnuje oplodnění embrya v laboratoři namísto uvnitř ženského těla. Embryonální kmenové buňky jsou známé jako pluripotentní kmenové buňky. Tyto buňky mohou dát vzniknout prakticky libovolnému jinému typu buněk v těle.

Neembryonální (dospělé) kmenové buňky

Dospělé kmenové buňky mají zavádějící název, protože se vyskytují i ​​u kojenců a dětí. Tyto kmenové buňky pocházejí z vyvinutých orgánů a tkání v těle. Tělo je používá k opravě a náhradě poškozené tkáně ve stejné oblasti, ve které se nacházejí.

Například hematopoetické kmenové buňky jsou typem dospělých kmenových buněk nalezených v kostní dřeni. Vytvářejí nové červené krvinky, bílé krvinky a další typy krvinek. Lékaři provádějí transplantace kmenových buněk, známé také jako transplantace kostní dřeně, po desetiletí pomocí hematopoetických kmenových buněk k léčbě určitých typů rakoviny.

Dospělé kmenové buňky se nemohou diferencovat na tolik jiných typů buněk jako embryonální kmenové buňky.

Indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC)

Vědci nedávno objevili, jak přeměnit dospělé kmenové buňky na pluripotentní kmenové buňky. Tyto nové typy buněk se nazývají indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC). Mohou se diferencovat na všechny typy specializovaných buněk v těle. To znamená, že mohou potenciálně produkovat nové buňky pro jakýkoli orgán nebo tkáň. K vytvoření iPSC vědci geneticky přeprogramují dospělé kmenové buňky tak, aby se chovaly jako embryonální kmenové buňky.

Tento průlom vytvořil způsob, jak „odlišit“ kmenové buňky. To je může učinit užitečnějšími pro pochopení toho, jak se nemoci vyvíjejí. Vědci doufají, že buňky mohou být vyrobeny z něčí vlastní kůže k léčbě nemoci. To pomůže zabránit imunitnímu systému odmítnout transplantovaný orgán. Probíhá výzkum s cílem najít způsoby, jak bezpečně vyrábět iPSC.

Kmenové buňky z pupečníkové krve a kmenové buňky plodové vody

Kmenové buňky z pupečníkové krve se odebírají z pupeční šňůry po porodu. Mohou být zmrazeny v buněčných bankách pro použití v budoucnu. Tyto buňky byly úspěšně použity k léčbě dětí s rakovinou krve, jako je leukémie, a určitými genetickými poruchami krve.

Kmenové buňky byly nalezeny i v plodové vodě. To je tekutina, která obklopuje vyvíjející se dítě uvnitř matčina lůna. K pochopení potenciálního využití kmenových buněk z plodové vody je však zapotřebí více výzkumu.

Kontroverze výzkumu kmenových buněk

Dospělé kmenové buňky nepředstavují žádné etické problémy. V posledních letech se však kolem způsobu získávání lidských embryonálních kmenových buněk vedou kontroverze. Během procesu odběru embryonálních kmenových buněk je embryo zničeno. To vyvolává etické obavy u lidí, kteří věří, že zničení oplodněného embrya je morálně špatné.

Odpůrci věří, že embryo je živá lidská bytost. Nemyslí si, že by oplodněná vajíčka měla být použita pro výzkum. Tvrdí, že embryo by mělo mít stejná práva jako každý jiný člověk a že by tato práva měla být chráněna.

Zastánci výzkumu kmenových buněk se naopak domnívají, že embrya ještě nejsou lidé. Poznamenávají, že výzkumníci dostávají souhlas od dárcovského páru, jehož vajíčka a spermie byly použity k vytvoření embrya. Zastánci také tvrdí, že oplodněná vajíčka vytvořená během oplodnění in vitro by byla stejně vyřazena, takže by mohla být lépe využita pro vědecký výzkum.

S průlomovým objevem iPSC může být ve výzkumu menší potřeba lidských embryí. To může pomoci zmírnit obavy těch, kteří jsou proti používání embryí pro lékařský výzkum. Pokud však mají iPSC potenciál vyvinout se v lidské embryo, vědci by teoreticky mohli vytvořit klon dárce. To představuje další etický problém, který je třeba vzít v úvahu. Mnoho zemí již má legislativu, která účinně zakazuje klonování lidí.

Federální předpisy o výzkumu kmenových buněk

Ve Spojených státech se federální politika týkající se výzkumu kmenových buněk postupem času vyvíjela s nástupem různých prezidentů. Je důležité poznamenat, že žádný federální předpis nikdy výslovně nezakázal výzkum kmenových buněk ve Spojených státech. Předpisy spíše omezily veřejné financování a použití. Některé státy však zakázaly vytváření nebo ničení lidských embryí pro lékařský výzkum.

Politika kmenových buněk za bývalého prezidenta George W. Bushe

V srpnu 2001 schválil bývalý prezident George W. Bush zákon, který by zajistil federální financování omezeného výzkumu embryonálních kmenových buněk. Takový výzkum však musel splňovat následující kritéria:

• Proces odběru, který zahrnuje zničení embrya, byl zahájen před 21:00 9. srpna 2001.
• Kmenové buňky byly získány z embrya, které bylo vytvořeno pro reprodukční účely a již nebylo potřeba.
• K darování embrya byl získán informovaný souhlas, přičemž darování nezahrnovalo finanční odměnu.

Politika kmenových buněk za prezidenta Baracka Obamy

V březnu 2009 prezident Barack Obama odvolal prohlášení bývalého prezidenta Bushe a vydal výkonný příkaz 13505. Příkaz odstranil omezení federálního financování výzkumu kmenových buněk. To umožnilo National Institutes of Health (NIH) zahájit financování výzkumu, který využívá embryonální kmenové buňky. NIH poté zveřejnila pokyny k vytvoření politiky, podle které bude financovat výzkum. Pokyny byly napsány, aby pomohly zajistit, aby veškerý výzkum lidských kmenových buněk financovaný NIH byl morálně odpovědný a vědecky relevantní.

Příklady výzkumu kmenových buněk

Výzkum kmenových buněk probíhá na univerzitách, výzkumných institucích a nemocnicích po celém světě. Vědci se v současné době zaměřují na hledání způsobů, jak kontrolovat, jak se kmenové buňky přeměňují na jiné typy buněk.

Proces buněčné diferenciace

Primárním cílem výzkumu embryonálních kmenových buněk je zjistit, jak se nediferencované kmenové buňky mění na diferencované kmenové buňky, které tvoří specifické tkáně a orgány. Vědci se také zajímají o to, jak tento proces diferenciace řídit.

V průběhu let vědci vyvinuli metody, jak manipulovat s procesem kmenových buněk, aby vytvořili konkrétní typ buňky. Tento proces se nazývá řízená diferenciace. Nedávná studietaké objevil první kroky v tom, jak se kmenové buňky transformují na mozkové buňky a další typy buněk. Další výzkum na toto téma probíhá.

Buněčné terapie

Pokud vědci najdou spolehlivý způsob, jak řídit diferenciaci embryonálních kmenových buněk, mohou být schopni použít buňky k léčbě určitých onemocnění. Například tím, že se embryonální kmenové buňky přemění na buňky produkující inzulín, mohou být schopny transplantovat buňky lidem s diabetem 1. typu.

Mezi další zdravotní stavy, které mohou být potenciálně léčeny embryonálními kmenovými buňkami, patří:

• traumatické poranění míchy
• mrtvice
• těžké popáleniny
• revmatoidní artritida
• srdeční choroba
• ztráta sluchu
• onemocnění sítnice
• Huntingtonova nemoc
• Parkinsonova choroba

Kalifornská agentura pro kmenové buňky poskytuje podrobný seznam programů zaměřených na onemocnění a klinických studií, které v současnosti probíhají ve výzkumu kmenových buněk. Příklady takových projektů zahrnují:

• injekci upravených kmenových buněk přímo do mozku po mrtvici
• pomocí kmenových buněk nahrazují poškozené buňky ve vnitřním uchu, které detekují zvuk, a pomáhají tak obnovit sluch
• pozměnit geny kmenových buněk, aby byly odolné vůči nemocem, jako je AIDS, a poté je vložit lidem s touto nemocí
• kultivace kmenových buněk k opravě křehkých kostí lidí s osteoporózou

Použití kmenových buněk k testování nových léků

Vědci také používají diferencované kmenové buňky k testování bezpečnosti a účinnosti nových léků. Testování léků na lidských kmenových buňkách eliminuje potřebu testovat je na zvířatech.

Jídlo s sebou

Výzkum kmenových buněk má potenciál mít významný dopad na lidské zdraví. Existuje však určitá kontroverze kolem vývoje, použití a ničení lidských embryí. Vědci mohou být schopni zmírnit tyto obavy pomocí nové metody, která dokáže přeměnit dospělé kmenové buňky na pluripotentní kmenové buňky, které se mohou změnit na jakýkoli typ buňky. To by odstranilo potřebu embryonálních kmenových buněk ve výzkumu. Tyto objevy ukazují, že ve výzkumu kmenových buněk bylo dosaženo velkého pokroku. Navzdory těmto pokrokům je ještě třeba udělat mnohem více, než vědci vytvoří úspěšnou léčbu pomocí terapie kmenovými buňkami.