Celulele stem si importanta acestora in tratarea cancerului

Dr. Adelina Gruia, Medic specialist medicină de familie

Celulele stem sunt celule nediferentiate, primitive, care au capacitatea de a se autoreplica si de a produce un numar mare de celule specializate. Celulele stem sunt cele mai importante in timpul stadiului fetal cand coordoneaza cresterea si dezvoltarea unei singure celule intr-o fiinta umana complet formata. Celulele stem ale embrionului uman au potentialul de a se divide si specializa in orice tip de celula a organismului uman. Dupa nastere, celulele stem continua sa existe in organism (celule stem adulte), dar sunt limitate pentru a reproduce acele celule de care este nevoie pentru tesuturile si organele specifice in care exista, de exemplu in piele sau oase.

Utilizarea celulelor stem ca tratament

Celulele stem au captat interesul oamenilor de stiinta si al publicului datorita potentialei capacitati de a inlocui unele celule bolnave. In prezent, cel mai des, celulele stem sunt folosite in transplantul de maduva hematopoietica, folosit pentru tratamentul pacientilor cu anumite boli, de exemplu leucemie, limfoame, anemie aplastica sau unele afectiuni imune ereditare. Maduva hematopoietica, ca si sangele, contine celule stem sangvine capabile sa produca leucocite, eritrocite si trombocite noi si sanatoase. In anul 1998, cercetatorii au facut un pas inainte prin izolarea celulelor stem embrionare si cresterea lor in laborator.

Cum se mentin celulele stem la un potential maxim pentru diferentiere

Ei au descoperit, de asemenea, cum sa stopeze specializarea celulelor stem si cum sa le mentina la un potential maxim pentru diferentiere. Aceasta descoperire a deschis calea cercetarii unor modalitati in care aceste celule sa fie directionate pentru a trata boli- de exemplu, cum pot fi stimulate pentru a produce celule nervoase sau renale noi. Asemenea celule este posibil sa fie utilizate in tratarea unor afectiuni ca boala Alzheimer, Parkinson sau insuficienta renala, boli care in prezent nu au vindecare.

O alta descoperire importanta facuta de curand releva faptul ca celulele stem adulte au fost gasite intr-un numar de tesuturi care nu ar trebui sa le contina de exemplu in ficat, creier, muschii scheletici, pancreas sau cornee. Daca aceste celule au fost izolate si crescute in cultura, pot fi utilizate pentru a forma tesut sanatos acolo unde este nevoie. In plus, unele cercetari sugereaza ca celulele stem adulte pot fi stimulate sa formeze un tesut diferentiat, nu neaparat ca cel de origine. Culturile de celule stem pot fi utilizate, de asemenea, pentru a testa efectele anumitor medicamente pe diferite tipuri de celule. Daca celulele testate arata ca medicamentele sunt sigure si eficiente, acestea pot fi ulterior testate pe animale si pe oameni.

Celulele stem si intelegerea acestora

Mai sunt inca incercari majore cu care trebuie sa avem de-a face cand vine vorba despre studierea celulelor stem. Este nevoie ca cercetatorii sa inteleaga mai bine cum celulele stem se specializeaza cu scopul de a se stimula pentru a forma diferitele tesuturi. Exista, de asemenea, o ingrijorare ca celulele transplantate ar putea fi respinse deoarece aceste celule derivate din embrioni sau tesuturi fetale care ar fi diferite din punct de vedere genetic decat cele ale persoanei care le primeste. O modalitate de a evita aceasta respingere implica prelevarea unei celule cu tot cu nucleul de la primitorul potentiale (alta decat ovul sau spermatozoid) si fuzionarea cu o celula-ou donatoare careia i s-a inlaturat nucleul (transfer nuclear celular somatic). Celula astfel obtinuta contine propriul ADN al primitorului si nu ar provoca o rejectie din partea sistemului imunitar.

Celulele stem si clonarea terapeutica

Acest proces de transfer al ADN-ului este denumit clonare terapeutica. O alta cale de a evita rejectia este dea folosi propriile celule stem adulte pentru transplant. Problema este ca aceste celule stem adulte sunt prezente in numar mic in organism, astfel incat pot fi dificil de extras sau de izolat. In plus, ele nu se multiplica si nu raman viabile la fel de mult ca celulele stem embrionare. De asemenea, ele pot contine mutatii ADN ce au putut aparea de-a lungul vietii. Cercetarile legate de studiul celulelor stem sunt inca in desfasurare, iar pana la aplicatiile lor in tratamente viabile, ar trebui sa mai treaca niste ani. Daca progresele cu transplanturile de maduva osoasa si sange sunt un indicator, celulele stem vor ajuta in viitor din ce in ce mai multi oameni.

Ultimele descoperiri in ceea ce priveste celulele stem

Scufundarea celulelor sangvine in acid este o noua etapa in studiul celulelor stem. Cercetatorii japonezi anunta o “descoperire stiintifica majora”, care are potentialul de a incepe o noua era a medicinei personalizate. Acestia au aratat ca celulele stem pot fi obtinute doar prin scufundarea celulelor sangvine in acid. O sursa cunoscuta de celule stem, desi contestata din punct de vedere etic, este embrionul. O alta sursa este reprezentata de celulele pielii, care pot fi “reprogramate genetic” pentru a deveni celule stem (numite celule stem pluripotente induse).

Studiul arata ca “socarea” celulelor sangvine cu acid ar putea declansa transformarea acestora in celule stem. Termenul folosit de cercetatori este STAP (stimulus-triggered acquisition of pluripotency – obtinerea pluripotentei cu ajutorul stimulilor). Descoperirea a fost realizata in cazul celulelor sangvine ale soarecilor, dar in acest moment, cercetarile se concentreaza pe obtinerea acelorasi rezultate cu sangele uman. In contextul acesta, “va sosi, in sfarsit, vremea medicinei personalizate”, a declarat pentru BBC Chris Mason, profesor de medicina regenerativa la University College din Londra.

Crearea de celule T-killer lupta impotriva cancerului

Asa-numitele celule T killer – sau limfocite T killer – sunt o clasa speciala de celule ale sistemului imunitar, implicate in apararea organismului prin microorganismelor patogene sau a celulelor canceroase, anormale. Limfocitele T sunt produse in numar mic in organism, dar se crede ca injectarea lor in cantitati mari ar putea potenta functia sistemului imunitar si conduce astfel la distrugerea cancerului. Specialistii japonezi de la Centrul de Cercetari in domeniul Alergiei si Imunologiei RIKEN afirma ca au creat, pornind de la celule stem pluripotente induse (iPS), limfocite T killer capabile sa distruga celulele tumorale. Ei au reprogramat limfocite T specializate in distrugerea unui anumit tip de cancer al pielii, transformandu-le in iPS. Acest proces a facut ca iPS sa genereze ulterior limfocite T complet active, capabile sa distruga celulele canceroase.

Celulele stem care produc ovule

O noua cercetare efectuata la Spitalul General din Massachuttes arata ca infertilitatea ar putea fi tratata cu ajutorul unor celule stem care produc ovule. Cercetarea este condusa de biologul Jonathan L. Tilly, care a explicat ca demersul depinde de o proteina care este folosita pentru a marca suprafata celulelor reproducatoare- ovule si spermatozoizi. Folosind un aparat care sorteaza celulele marcate, echipa a recoltat celule reproducatoare din ovarul unui soarece si au aratat ca celulele ar genera ovule viabile, care ar putea fi fertilizate si ar putea produce embrioni.
Apoi, au aplicat aceeasi metoda pe ovarele umane, pe care le-au obtinut de la sase donatoare dintr-un centru medical din Japonia, femei care sufereau de tulburari de identitate de gen. La fel ca in cazul soarecilor, echipa a recoltat celule reproducatoare care nu ajunsesera la maturitate si au fost crescute in laborator. Ovulele, odata re-inseminate in ovarele soarecilor, au generat foliculi (in care se formeaza ovulele), iar unele au ajuns la maturitate. Dintre acestea, cateva aveau o singura pereche de cromozomi- o semnatura genetica a ovulelor si spermatoizilor.

Celulele stem pluripotente umane in tratarea diabetului

Cercetari recente au fost directionate spre terapii celulare care sa inlocuiasca tratamentul clasic cu insulina injectabila sau tehnologia moderna de pompa la persoanele cu diabet de tip 1 insulino-dependent. Celulele stem pluripotente umane ofera marea capacitate de a aduce o sursa importanta de celule pentru tratarea diabetului. Mai mult, celulele stem pluripotente induse, specifice fiecarui pacient, reprezinta o alternativa recenta de succes pentru transplantul de pancreas sau pentru celulele stem embrionice. Recent, a fost realizata conversia celulelor stem pluripotente induse, obtinute din fibroblasti, in celule beta-pancreatice. Prin transplantul acestor celule la soareci cu diabet indus experimental s-a realizat corectia pe termen lung a hiperglicemiei cu normalizarea nivelelor hemoglobinei glicozilate A1c (Hb-A1c).

De asemenea, Zang si col. au realizat diferentierea celulelor stem pluripotente induse umane (iPSCs), provenite din fibroblasti, in celule pancreatice mature deschizand calea utilizarii iPSCs specifice pacientului pentru terapii celulare in tratarea diabetului. Interesant este faptul ca si celulele adulte beta-pancreatice pot fi reprogramate in iPSCs care pot fi transformate intr-o mare varietate de tipuri celulare. Noile terapii pe baza de celule stem specifice pacientului ofera un mare potential in tratarea si chiar vindecarea diabetului.