Hvad er stamceller, og hvad gør de?
Celler i kroppen har specifikke formål, men stamceller er celler, der endnu ikke har en specifik rolle og kan blive næsten enhver celle, der kræves.
Stamceller er udifferentierede celler, der kan blive til specifikke celler, efterhånden som kroppen har brug for dem.
Forskere og læger er interesserede i stamceller, da de hjælper med at forklare, hvordan nogle af kroppens funktioner fungerer, og hvordan de nogle gange går galt.
Stamceller viser også løfte om behandling af nogle sygdomme, der i øjeblikket ikke er kur.
Kilder til stamceller
Stamceller stammer fra to hovedkilder: voksen kropsvæv og embryoner. Forskere arbejder også på måder at udvikle stamceller fra andre celler ved hjælp af genetiske "omprogrammering" -teknikker.
Voksne stamceller
Stamceller kan blive til en hvilken som helst type celle, inden de bliver differentierede.
En persons krop indeholder stamceller gennem hele deres liv. Kroppen kan bruge disse stamceller, når den har brug for dem.
Også kaldet vævsspecifikke eller somatiske stamceller, voksne stamceller findes i hele kroppen fra det tidspunkt, hvor et embryo udvikler sig.
Cellerne er i en ikke-specifik tilstand, men de er mere specialiserede end embryonale stamceller. De forbliver i denne tilstand, indtil kroppen har brug for dem til et bestemt formål, f.eks. Som hud- eller muskelceller.
Dag-til-dag livsstil betyder, at kroppen konstant fornyer sine væv. I nogle dele af kroppen, såsom tarmene og knoglemarven, deles stamceller regelmæssigt for at producere nyt kropsvæv til vedligeholdelse og reparation.
Stamceller er til stede i forskellige typer væv. Forskere har fundet stamceller i væv, herunder:
- hjernen
- knoglemarv
- blod og blodkar
- skeletmuskler
- hud
- leveren
Stamceller kan dog være vanskelige at finde. De kan forblive ikke-delende og ikke-specifikke i årevis, indtil kroppen kalder dem for at reparere eller dyrke nyt væv.
Voksne stamceller kan dele sig eller forny sig på ubestemt tid. Dette betyder, at de kan generere forskellige celletyper fra det oprindelige organ eller endda regenerere det originale organ helt.
Denne opdeling og regenerering er, hvordan et hudsår heler, eller hvordan et organ som fx leveren kan reparere sig selv efter skader.
Tidligere troede forskere, at voksne stamceller kun kunne differentiere ud fra deres oprindelsesvæv. Imidlertid antyder nogle beviser nu, at de også kan differentiere sig til at blive andre celletyper.
Embryonale stamceller
Fra det tidligste stadium af graviditeten, efter at sæd befrugter ægget, dannes et foster.
Cirka 3-5 dage efter, at sæd befrugter et æg, tager embryoet form af en blastocyst eller en kugle af celler.
Blastocysten indeholder stamceller og implanteres senere i livmoderen. Embryonale stamceller kommer fra en blastocyst, der er 4-5 dage gammel.
Når forskere tager stamceller fra embryoner, er det normalt ekstra embryoner, der skyldes in vitro befrugtning (IVF).
På IVF-klinikker befrugter lægerne flere æg i et reagensglas for at sikre, at mindst et overlever. De vil derefter implantere et begrænset antal æg for at starte en graviditet.
Når en sæd befrugter et æg, kombineres disse celler for at danne en enkelt celle kaldet en zygote.
Denne enkeltcellede zygote begynder derefter at dele sig og danner 2, 4, 8, 16 celler osv. Nu er det et foster.
Snart og før embryoet implanteres i livmoderen, er denne masse på omkring 150-200 celler blastocyst. Blastocysten består af to dele:
- en ydre cellemasse, der bliver en del af moderkagen
- en indre cellemasse, der vil udvikle sig til den menneskelige krop
Den indre cellemasse er, hvor der findes embryonale stamceller. Forskere kalder disse totipotente celler. Udtrykket totipotent henviser til det faktum, at de har total potentiale til at udvikle sig til en hvilken som helst celle i kroppen.
Med den rigtige stimulering kan cellerne blive blodceller, hudceller og alle de andre celletyper, som en krop har brug for.
Tidligt i graviditeten fortsætter blastocyststadiet i ca. 5 dage inden embryoimplantaterne i livmoderen eller livmoderen. På dette stadium begynder stamceller at differentiere.
Embryonale stamceller kan skelne i flere celletyper end voksne stamceller.
Mesenkymale stamceller (MSC'er)
MSC'er kommer fra bindevæv eller stroma, der omgiver kroppens organer og andet væv.
Forskere har brugt MSC'er til at skabe nye kropsvæv, såsom knogler, brusk og fedtceller. De kan en dag spille en rolle i løsningen af en lang række sundhedsproblemer.
Inducerede pluripotente stamceller (iPS)
Forskere opretter disse i et laboratorium ved hjælp af hudceller og andre vævsspecifikke celler. Disse celler opfører sig på samme måde som embryonale stamceller, så de kan være nyttige til udvikling af en række terapier.
Imidlertid er mere forskning og udvikling nødvendig.
For at dyrke stamceller uddrager forskere først prøver fra voksenvæv eller et foster. De placerer derefter disse celler i en kontrolleret kultur, hvor de deler sig og reproducerer, men ikke specialiserer sig yderligere.
Stamceller, der deler sig og reproducerer sig i en kontrolleret kultur, kaldes en stamcellelinje.
Forskere administrerer og deler stamcellelinjer til forskellige formål. De kan stimulere stamcellerne til at specialisere sig på en bestemt måde. Denne proces er kendt som rettet differentiering.
Indtil nu har det været lettere at dyrke et stort antal embryonale stamceller end voksne stamceller. Forskere gør dog fremskridt med begge celletyper.
Typer af stamceller
Forskere kategoriserer stamceller efter deres potentiale til at differentiere sig til andre typer celler.
Embryonale stamceller er de mest potente, da deres job er at blive alle typer celler i kroppen.
Den fulde klassifikation inkluderer:
Totipotent: Disse stamceller kan differentiere sig i alle mulige celletyper. De første få celler, der vises, når zygoten begynder at dele sig, er totipotente.
Pluripotent: Disse celler kan blive til næsten enhver celle. Celler fra det tidlige embryo er pluripotente.
Multipotent: Disse celler kan differentiere sig i en nært beslægtet familie af celler. Voksne hæmatopoietiske stamceller kan for eksempel blive røde og hvide blodlegemer eller blodplader.
Oligopotent: Disse kan differentiere sig til et par forskellige celletyper. Voksne lymfoide eller myeloide stamceller kan gøre dette.
Unipotent: Disse kan kun producere celler af en slags, hvilket er deres egen type. De er dog stadig stamceller, fordi de kan forny sig. Eksempler inkluderer voksne muskelstamceller.
Embryonale stamceller betragtes som pluripotente i stedet for totipotente, fordi de ikke kan blive en del af de ekstraembryonale membraner eller moderkagen.
Anvendelser
Stamceller selv tjener ikke et eneste formål, men er vigtige af flere grunde.
For det første, med den rigtige stimulation, kan mange stamceller påtage sig rollen som enhver type celle, og de kan regenerere beskadiget væv under de rette forhold.
Dette potentiale kan redde liv eller reparere sår og vævsskader hos mennesker efter en sygdom eller skade. Forskere ser mange mulige anvendelser af stamceller.
Vævsregenerering
Vævsregenerering er sandsynligvis den vigtigste anvendelse af stamceller.
Indtil nu måtte en person, der for eksempel havde brug for en ny nyre, vente på en donor og derefter gennemgå en transplantation.
Der er mangel på donororganer, men ved at instruere stamceller til at differentiere på en bestemt måde kunne forskere bruge dem til at dyrke en bestemt vævstype eller et bestemt organ.
Som et eksempel har læger allerede brugt stamceller lige under hudens overflade til at skabe nyt hudvæv. De kan derefter reparere en alvorlig forbrænding eller anden skade ved at pode dette væv på den beskadigede hud, og ny hud vil vokse tilbage.
Kardiovaskulær sygdomsbehandling
I 2013 rapporterede et team af forskere fra Massachusetts General Hospital i PNAS tidlig udgave at de havde skabt blodkar i laboratoriemus ved hjælp af humane stamceller.
Inden for 2 uger efter implantering af stamcellerne var der dannet netværk af blodperfunderede kar. Kvaliteten af disse nye blodkar var lige så god som de nærliggende naturlige.
Forfatterne håbede, at denne type teknik til sidst kunne hjælpe med at behandle mennesker med hjerte-kar-kar-sygdomme.
Behandling af hjernesygdom
Læger kan en dag være i stand til at bruge erstatningsceller og væv til behandling af hjernesygdomme, såsom Parkinsons og Alzheimers.
I Parkinsons fører for eksempel skade på hjerneceller til ukontrollerede muskelbevægelser. Forskere kunne bruge stamceller til at genopfylde det beskadigede hjernevæv. Dette kan bringe de specialiserede hjerneceller tilbage, der stopper de ukontrollerede muskelbevægelser.
Forskere har allerede forsøgt at differentiere embryonale stamceller til disse typer celler, så behandlinger er lovende.
Cellemangelterapi
Forskere håber en dag at kunne udvikle sunde hjerteceller i et laboratorium, som de kan transplantere til mennesker med hjertesygdomme.
Disse nye celler kunne reparere hjerteskader ved at genbefolke hjertet med sundt væv.
På samme måde kunne mennesker med type I-diabetes modtage celler i bugspytkirtlen til erstatning for de insulinproducerende celler, som deres eget immunsystem har mistet eller ødelagt.
Den eneste nuværende behandling er en bugspytkirteltransplantation, og meget få bugspytkirtler er tilgængelige til transplantation.
Blodsygdomsbehandlinger
Læger bruger nu rutinemæssigt voksne hæmatopoietiske stamceller til behandling af sygdomme som leukæmi, seglcelleanæmi og andre immunsvigtproblemer.
Hæmatopoietiske stamceller forekommer i blod og knoglemarv og kan producere alle typer blodlegemer, herunder røde blodlegemer, der bærer ilt og hvide blodlegemer, der bekæmper sygdom.
Donering eller høst af stamceller
Folk kan donere stamceller for at hjælpe en elsket eller muligvis til eget brug i fremtiden.
Donationer kan komme fra følgende kilder:
Knoglemarv: Disse celler tages under generel bedøvelse, normalt fra hofte- eller bækkenbenet. Teknikere isolerer derefter stamcellerne fra knoglemarven til opbevaring eller donation.
Perifere stamceller: En person modtager flere injektioner, der får deres knoglemarv til at frigive stamceller i blodet. Dernæst fjernes blod fra kroppen, en maskine adskiller stamcellerne, og lægerne returnerer blodet til kroppen.
Navlestrengsblod: Stamceller kan høstes fra navlestrengen efter fødslen uden skade på babyen. Nogle donerer ledningsblod, og andre opbevarer det.
Denne høst af stamceller kan være dyr, men fordelene ved fremtidige behov inkluderer:
- stamcellerne er let tilgængelige
- mindre chance for, at transplanteret væv afvises, hvis det kommer fra modtagerens egen krop
Forskning og videnskabelig opdagelse
Stamceller er nyttige ikke kun som potentielle terapier, men også til forskningsformål.
For eksempel har forskere fundet ud af, at det at skifte et bestemt gen til eller fra kan få det til at differentiere. At vide dette hjælper dem med at undersøge, hvilke gener og mutationer der forårsager hvilke effekter.
Bevæbnet med denne viden kan de muligvis opdage, hvad der forårsager en bred vifte af sygdomme og tilstande, hvoraf nogle endnu ikke har kur.
Unormal celledeling og differentiering er ansvarlig for tilstande, der inkluderer kræft og medfødte handicap, der stammer fra fødslen. At vide, hvad der får cellerne til at opdele sig på den forkerte måde, kan føre til en kur.
Stamceller kan også hjælpe med udviklingen af nye lægemidler. I stedet for at teste stoffer på frivillige mennesker kan forskere vurdere, hvordan et lægemiddel påvirker normalt, sundt væv ved at teste det på væv, der er dyrket af stamceller.
Video: Hvad er stamceller?
Se videoen for at finde ud af mere om stamceller.
Kontrovers
Der har været en del kontroverser om stamcelleforskning. Dette vedrører hovedsageligt arbejde på embryonale stamceller.
Brug af embryoner til stamceller
Argumentet mod at bruge embryonale stamceller er, at det ødelægger en human blastocyst, og det befrugtede æg kan ikke udvikle sig til en person.
I dag er forskere på udkig efter måder at skabe eller bruge stamceller, der ikke involverer embryoner.
Blanding af mennesker og dyr
Stamcelleforskning involverer ofte indsættelse af humane celler i dyr, såsom mus eller rotter. Nogle mennesker hævder, at dette kan skabe en organisme, der er delvist menneskelig.
I nogle lande er det ulovligt at producere embryonale stamcellelinjer. I USA kan forskere oprette eller arbejde med embryonale stamcellelinjer, men det er ulovligt at bruge føderale midler til at undersøge stamcellelinjer, der blev oprettet efter august 2001.
Stamcellebehandling og FDA-regulering
Nogle mennesker tilbyder allerede "stamcelleterapier" til en række formål, såsom anti-aging behandlinger.
Imidlertid har de fleste af disse anvendelser ikke godkendelse fra U.S. Food and Drug Administration (FDA). Nogle af dem kan være ulovlige, og andre kan være farlige.
Enhver, der overvejer behandling med stamceller, bør kontakte leverandøren eller FDA, at produktet har godkendelse, og at det er lavet på en måde, der opfylder FDA-standarder for sikkerhed og effektivitet.
