Ερευνα βλαστοκυττάρων

Πιθανές χρήσεις βλαστοκυττάρων

Δεδομένου ότι τα βλαστοκύτταρα έχουν την ικανότητα να μετατρέπονται σε διάφορους άλλους τύπους κυττάρων, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορούν να είναι χρήσιμα για τη θεραπεία και την κατανόηση ασθενειών. Σύμφωνα με την Mayo Clinic, τα βλαστοκύτταρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για:

• να αναπτυχθούν νέα κύτταρα σε εργαστήριο για να αντικαταστήσουν κατεστραμμένα όργανα ή ιστούς
• διορθώστε τα μέρη των οργάνων που δεν λειτουργούν σωστά
• ερευνητικά αίτια γενετικών ελαττωμάτων στα κύτταρα
• έρευνα πώς εμφανίζονται ασθένειες ή γιατί ορισμένα κύτταρα εξελίσσονται σε καρκινικά κύτταρα
• δοκιμάστε νέα φάρμακα για ασφάλεια και αποτελεσματικότητα

Τύποι βλαστοκυττάρων

Υπάρχουν διάφοροι τύποι βλαστοκυττάρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διαφορετικούς σκοπούς.

Εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα

Τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα προέρχονται από ανθρώπινα έμβρυα ηλικίας τριών έως πέντε ημερών. Η συγκομιδή τους γίνεται κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας που ονομάζεται in vitro γονιμοποίηση. Αυτό περιλαμβάνει τη γονιμοποίηση ενός εμβρύου σε εργαστήριο αντί στο εσωτερικό του γυναικείου σώματος. Τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα είναι γνωστά ως πολυδύναμα βλαστοκύτταρα. Αυτά τα κύτταρα μπορούν να δημιουργήσουν ουσιαστικά οποιοδήποτε άλλο είδος κυττάρου στο σώμα.

Μη εμβρυϊκά (ενήλικα) βλαστοκύτταρα

Τα βλαστοκύτταρα ενηλίκων έχουν παραπλανητική ονομασία, επειδή βρίσκονται επίσης σε βρέφη και παιδιά. Αυτά τα βλαστοκύτταρα προέρχονται από ανεπτυγμένα όργανα και ιστούς του σώματος. Χρησιμοποιούνται από το σώμα για την επιδιόρθωση και την αντικατάσταση κατεστραμμένου ιστού στην ίδια περιοχή στην οποία βρίσκονται.

Για παράδειγμα, τα αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα είναι ένας τύπος ενήλικου βλαστοκυττάρου που βρίσκεται στο μυελό των οστών. Δημιουργούν νέα ερυθρά αιμοσφαίρια, λευκά αιμοσφαίρια και άλλους τύπους αιμοσφαιρίων. Οι γιατροί πραγματοποιούν μεταμοσχεύσεις βλαστικών κυττάρων, γνωστές και ως μεταμοσχεύσεις μυελού των οστών, για δεκαετίες χρησιμοποιώντας αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα για τη θεραπεία ορισμένων τύπων καρκίνου.

Τα ενήλικα βλαστοκύτταρα δεν μπορούν να διαφοροποιηθούν σε τόσους άλλους τύπους κυττάρων όσο τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα.

Επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (iPSCs)

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν πρόσφατα πώς να μετατρέψουν τα ενήλικα βλαστοκύτταρα σε πολυδύναμα βλαστοκύτταρα. Αυτοί οι νέοι τύποι κυττάρων ονομάζονται επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (iPSCs). Μπορούν να διαφοροποιηθούν σε όλους τους τύπους εξειδικευμένων κυττάρων του σώματος. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν δυνητικά να παράγουν νέα κύτταρα για οποιοδήποτε όργανο ή ιστό. Για να δημιουργήσουν iPSC, οι επιστήμονες επαναπρογραμματίζουν γενετικά τα ενήλικα βλαστοκύτταρα, ώστε να συμπεριφέρονται σαν εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα.

Η ανακάλυψη έχει δημιουργήσει έναν τρόπο για να «διαφοροποιήσουμε» τα βλαστοκύτταρα. Αυτό μπορεί να τα κάνει πιο χρήσιμα για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αναπτύσσονται οι ασθένειες. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι τα κύτταρα μπορούν να κατασκευαστούν από το δέρμα κάποιου για τη θεραπεία μιας ασθένειας. Αυτό θα βοηθήσει στην πρόληψη του ανοσοποιητικού συστήματος από το να απορρίψει μια μεταμόσχευση οργάνου. Σε εξέλιξη βρίσκεται έρευνα για την εύρεση τρόπων για την ασφαλή παραγωγή iPSC.

Βλαστικά κύτταρα αίματος ομφάλιου λώρου και βλαστοκύτταρα αμνιακού υγρού

Τα βλαστοκύτταρα του ομφάλιου λώρου συλλέγονται από τον ομφάλιο λώρο μετά τον τοκετό. Μπορούν να καταψυχθούν σε τράπεζες κυττάρων για χρήση στο μέλλον. Αυτά τα κύτταρα έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για τη θεραπεία παιδιών με καρκίνους του αίματος, όπως λευχαιμία, και ορισμένες γενετικές διαταραχές του αίματος.

Βλαστικά κύτταρα έχουν επίσης βρεθεί στο αμνιακό υγρό. Αυτό είναι το υγρό που περιβάλλει ένα αναπτυσσόμενο μωρό μέσα στη μήτρα της μητέρας. Ωστόσο, απαιτείται περισσότερη έρευνα για να κατανοηθεί η πιθανή χρήση βλαστικών κυττάρων αμνιακού υγρού.

Διαμάχη για την έρευνα των βλαστοκυττάρων

Τα ενήλικα βλαστοκύτταρα δεν παρουσιάζουν κανένα ηθικό πρόβλημα. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, υπάρχει διαμάχη γύρω από τον τρόπο με τον οποίο λαμβάνονται ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα. Κατά τη διαδικασία συλλογής εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων, το έμβρυο καταστρέφεται. Αυτό εγείρει ηθικές ανησυχίες για τους ανθρώπους που πιστεύουν ότι η καταστροφή ενός γονιμοποιημένου εμβρύου είναι ηθικά εσφαλμένη.

Οι αντίπαλοι πιστεύουν ότι ένα έμβρυο είναι ένας ζωντανός άνθρωπος. Δεν πιστεύουν ότι τα γονιμοποιημένα ωάρια πρέπει να χρησιμοποιηθούν για έρευνα. Υποστηρίζουν ότι το έμβρυο πρέπει να έχει τα ίδια δικαιώματα με κάθε άλλο άνθρωπο και ότι αυτά τα δικαιώματα πρέπει να προστατεύονται.

Οι υποστηρικτές της έρευνας για τα βλαστοκύτταρα, από την άλλη πλευρά, πιστεύουν ότι τα έμβρυα δεν είναι ακόμη άνθρωποι. Σημειώνουν ότι οι ερευνητές λαμβάνουν τη συγκατάθεση από το ζευγάρι δωρητών του οποίου τα ωάρια και το σπέρμα χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία του εμβρύου. Οι υποστηρικτές υποστηρίζουν επίσης ότι τα γονιμοποιημένα ωάρια που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια της εξωσωματικής γονιμοποίησης θα απορριφθούν ούτως ή άλλως, επομένως θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν καλύτερα για επιστημονική έρευνα.

Με την πρωτοποριακή ανακάλυψη των iPSCs, μπορεί να υπάρχει λιγότερη ανάγκη για ανθρώπινα έμβρυα στην έρευνα. Αυτό μπορεί να βοηθήσει να διευκολυνθούν οι ανησυχίες εκείνων που είναι κατά της χρήσης εμβρύων για ιατρική έρευνα. Ωστόσο, εάν τα iPSC έχουν τη δυνατότητα να εξελιχθούν σε ανθρώπινο έμβρυο, οι ερευνητές θα μπορούσαν θεωρητικά να δημιουργήσουν έναν κλώνο του δότη. Αυτό παρουσιάζει ένα άλλο ηθικό ζήτημα που πρέπει να ληφθεί υπόψη. Πολλές χώρες έχουν ήδη θεσπίσει νομοθεσία που ουσιαστικά απαγορεύει την ανθρώπινη κλωνοποίηση.

Ομοσπονδιακοί κανονισμοί για την έρευνα βλαστοκυττάρων

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η ομοσπονδιακή πολιτική σχετικά με την έρευνα για τα βλαστοκύτταρα έχει εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου καθώς διαφορετικοί πρόεδροι ανέλαβαν καθήκοντα. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι κανένας ομοσπονδιακός κανονισμός δεν έχει ποτέ απαγορεύσει ρητά την έρευνα σε βλαστοκύτταρα στις Ηνωμένες Πολιτείες. Αντίθετα, οι κανονισμοί έχουν θέσει περιορισμούς στη δημόσια χρηματοδότηση και χρήση. Ωστόσο, ορισμένα κράτη έχουν θέσει απαγορεύσεις στη δημιουργία ή την καταστροφή ανθρώπινων εμβρύων για ιατρική έρευνα.

Η πολιτική για τα βλαστοκύτταρα επί πρώην προέδρου Τζορτζ Μπους

Τον Αύγουστο του 2001, ο πρώην Πρόεδρος George W. Bush ενέκρινε έναν νόμο που θα παρείχε ομοσπονδιακή χρηματοδότηση για περιορισμένη έρευνα σε εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα. Ωστόσο, μια τέτοια έρευνα έπρεπε να πληροί τα ακόλουθα κριτήρια:

• Η διαδικασία συγκομιδής, η οποία περιλαμβάνει την καταστροφή του εμβρύου, ξεκίνησε πριν τις 9 το βράδυ της 9ης Αυγούστου 2001.
• Τα βλαστοκύτταρα ελήφθησαν από ένα έμβρυο που δημιουργήθηκε για αναπαραγωγικούς σκοπούς και δεν ήταν πλέον απαραίτητο.
• Ελήφθη ενημερωμένη συγκατάθεση για τη δωρεά του εμβρύου και η δωρεά δεν περιλάμβανε οικονομική ανταμοιβή.

Πολιτική για τα βλαστοκύτταρα υπό τον Πρόεδρο Μπαράκ Ομπάμα

Τον Μάρτιο του 2009, ο Πρόεδρος Μπαράκ Ομπάμα ανακάλεσε τη δήλωση του πρώην Προέδρου Μπους και κυκλοφόρησε το Εκτελεστικό Διάταγμα 13505. Το διάταγμα καταργούσε τους περιορισμούς στην ομοσπονδιακή χρηματοδότηση για την έρευνα βλαστοκυττάρων. Αυτό επέτρεψε στα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH) να ξεκινήσουν τη χρηματοδότηση έρευνας που χρησιμοποιεί εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα. Στη συνέχεια, το NIH δημοσίευσε κατευθυντήριες γραμμές για να καθορίσει την πολιτική βάσει της οποίας θα χρηματοδοτούσε την έρευνα. Οι κατευθυντήριες γραμμές γράφτηκαν για να διασφαλίσουν ότι όλη η έρευνα που χρηματοδοτείται από το NIH για ανθρώπινα βλαστοκύτταρα είναι ηθικά υπεύθυνη και επιστημονικά σχετική.

Παραδείγματα έρευνας για βλαστοκύτταρα

Η έρευνα για τα βλαστοκύτταρα βρίσκεται σε εξέλιξη σε πανεπιστήμια, ερευνητικά ιδρύματα και νοσοκομεία σε όλο τον κόσμο. Οι ερευνητές εστιάζουν επί του παρόντος στην εύρεση τρόπων ελέγχου του τρόπου με τον οποίο τα βλαστοκύτταρα μετατρέπονται σε άλλους τύπους κυττάρων.

Η διαδικασία της κυτταρικής διαφοροποίησης

Ένας πρωταρχικός στόχος της έρευνας για τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα είναι να μάθουν πώς τα μη διαφοροποιημένα βλαστοκύτταρα μετατρέπονται σε διαφοροποιημένα βλαστοκύτταρα που σχηματίζουν συγκεκριμένους ιστούς και όργανα. Οι ερευνητές ενδιαφέρονται επίσης να ανακαλύψουν πώς να ελέγξουν αυτή τη διαδικασία διαφοροποίησης.

Με τα χρόνια, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μεθόδους για να χειριστούν τη διαδικασία των βλαστοκυττάρων για να δημιουργήσουν έναν συγκεκριμένο τύπο κυττάρου. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται κατευθυνόμενη διαφοροποίηση. Μια πρόσφατη μελέτηανακάλυψε επίσης τα πρώτα βήματα για το πώς τα βλαστικά κύτταρα μετατρέπονται σε εγκεφαλικά κύτταρα και άλλους τύπους κυττάρων. Περισσότερες έρευνες για αυτό το θέμα είναι σε εξέλιξη.

Κυτταρικές θεραπείες

Εάν οι ερευνητές μπορέσουν να βρουν έναν αξιόπιστο τρόπο για να κατευθύνουν τη διαφοροποίηση των εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων, μπορεί να είναι σε θέση να χρησιμοποιήσουν τα κύτταρα για τη θεραπεία ορισμένων ασθενειών. Για παράδειγμα, κατευθύνοντας τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα να μετατραπούν σε κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη, μπορεί να είναι σε θέση να μεταμοσχεύσουν τα κύτταρα σε άτομα με διαβήτη τύπου 1.

Άλλες ιατρικές καταστάσεις που ενδέχεται να αντιμετωπιστούν με εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα περιλαμβάνουν:

• τραυματική κάκωση νωτιαίου μυελού
• Εγκεφαλικό
• σοβαρά εγκαύματα
• ρευματοειδής αρθρίτιδα
• καρδιακή ασθένεια
• απώλεια ακοής
• ασθένεια του αμφιβληστροειδούς
• νόσος του Huntington
• Νόσος Πάρκινσον

Η Υπηρεσία Βλαστοκυττάρων της Καλιφόρνια παρέχει μια λεπτομερή λίστα με τα προγράμματα ασθενειών και τις κλινικές δοκιμές που διεξάγονται επί του παρόντος στην έρευνα για τα βλαστοκύτταρα. Παραδείγματα τέτοιων έργων περιλαμβάνουν:

• έγχυση τροποποιημένων βλαστοκυττάρων απευθείας στον εγκέφαλο μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο
• χρησιμοποιώντας βλαστοκύτταρα για την αντικατάσταση κατεστραμμένων κυττάρων στο εσωτερικό αυτί που ανιχνεύουν τον ήχο, βοηθώντας στην αποκατάσταση της ακοής
• αλλάζοντας τα γονίδια των βλαστοκυττάρων για να τα καταστήσουν ανθεκτικά σε ασθένειες, όπως το AIDS, και στη συνέχεια εισαγωγή τους σε άτομα με τη νόσο
• καλλιέργεια βλαστοκυττάρων για την αποκατάσταση των εύθραυστων οστών των ατόμων με οστεοπόρωση

Χρήση βλαστοκυττάρων για τη δοκιμή νέων φαρμάκων

Οι ερευνητές χρησιμοποιούν επίσης διαφοροποιημένα βλαστοκύτταρα για να δοκιμάσουν την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα νέων φαρμάκων. Η δοκιμή φαρμάκων σε ανθρώπινα βλαστοκύτταρα εξαλείφει την ανάγκη δοκιμής τους σε ζώα.

Το takeaway

Η έρευνα για τα βλαστοκύτταρα έχει τη δυνατότητα να έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ανθρώπινη υγεία. Ωστόσο, υπάρχει κάποια διαμάχη σχετικά με την ανάπτυξη, τη χρήση και την καταστροφή των ανθρώπινων εμβρύων. Οι επιστήμονες μπορεί να είναι σε θέση να αμβλύνουν αυτές τις ανησυχίες χρησιμοποιώντας μια νέα μέθοδο που μπορεί να μετατρέψει τα ενήλικα βλαστοκύτταρα σε πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, τα οποία μπορούν να μεταβληθούν σε οποιονδήποτε τύπο κυττάρου. Αυτό θα εξαλείφει την ανάγκη για εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα στην έρευνα. Τέτοιες ανακαλύψεις δείχνουν ότι έχει σημειωθεί μεγάλη πρόοδος στην έρευνα για τα βλαστοκύτταρα. Παρά αυτές τις εξελίξεις, υπάρχουν ακόμη πολλά που πρέπει να γίνουν προτού οι επιστήμονες μπορέσουν να δημιουργήσουν επιτυχημένες θεραπείες μέσω της θεραπείας με βλαστοκύτταρα.