Čo sú kmeňové bunky

Kmeňové bunky sú „základné bunky“ nášho tela, ktoré sa môžu vyvíjať a diferencovať na akýkoľvek typ buniek akéhokoľvek orgánu / tkaniva nášho tela. Dospelé mnohobunkové organizmy, vrátane ľudí sú tvorené stovkami rôznych buniek špecializovaných na rôzne funkcie .

Kmeňové bunky sa líšia od biliónov ďalších buniek v tele, tvoria len malú časť celkových buniek vo vašom tele. Niektorí ľudia majú vyššie percento kmeňových buniek .

Kmeňové bunky sú jedinečné, pretože sú „matkami“, z ktorých iné bunky rástli a rozvíjali sa. Keď sa tieto bunky delia, stávajú sa „dcérami“. Niektoré dcérske bunky sa jednoducho replikujú, zatiaľ čo ostatné tvoria úplne nové bunky. Jedinečnosť kmeňových buniek spočíva práve v tom, že dokážu vytvárať nové bunky, opravovať časti tkanív , opotrebované časti orgánov a zároveň dokážu obnovovať sami seba.

Kmeňové bunky sa delia na embryonálne a adultné / dospelé .

Embryonálne bunky

Embryonálne bunky sú získané z vývojových štádií oplodneného vajíčka . Tieto kmeňové bunky pochádzajú z embryí, ktoré sú staré tri až päť dní. V tomto štádiu sa embryo nazýva blastocysta a má asi 150 buniek. Jedná sa o pluripotentné kmeňové bunky, čo znamená, že sa môžu rozdeliť na viac kmeňových buniek alebo sa môžu stať akýmkoľvek typom bunky v tele.

Dospelé kmeňové bunky

Naopak adultné – dospelé kmeňové bunky môžeme nájsť už v diferencovaných tkanivách alebo orgánoch. Medzi tieto typy patria napr. mesenchymálne aj hematopoetické kmeňové bunky. Tieto kmeňové bunky sa vyskytujú v malom počte vo väčšine dospelých tkanív, ako je napr. kostná dreň , tuk. V porovnaní s embryonálnymi kmeňovými bunkami majú dospelé kmeňové bunky obmedzenejšiu schopnosť viesť k vzniku rôznych buniek tela.

Až donedávna si vedci mysleli, že dospelé kmeňové bunky môžu vytvárať iba podobné typy buniek. Nové dôkazy však naznačujú, že dospelé kmeňové bunky môžu byť schopné vytvárať rôzne typy buniek. Napríklad kmeňové bunky kostnej drene môžu byť schopné vytvárať bunky kostného alebo srdcového svalu.

Okrem tohto základného rozdelenia delíme bunky podľa diferenciačného potenciálu

1. Totipotentné kmeňové bunky

Najdôležitejšou charakteristikou totipotentnej bunky je, že môže generovať plne funkčný živý organizmus. Príkladom totipotentnej bunky je oplodnené vajíčko , asi štyri dni po oplodnení .

2. Pluripotentné kmeňové bunky

Ďalším typom kmeňových buniek je pluripotentná kmeňová bunka. Význam tohto typu buniek spočíva v tom, že sa môže samoobnoviť a rozlíšiť (diferencovať sa) na ktorúkoľvek z troch zárodočných vrstiev, ( ektoderm, endoderm a mezoderm ) Tieto tri zárodočné vrstvy sa ďalej diferencujú tak, aby tvorili všetky tkanivá a orgány v ľudskej bytosti. Existuje niekoľko známych typov pluripotentných kmeňových buniek. Príkladom pluripotentných kmeňových buniek sú embryonálne kmeňové bunky. Avšak existuje aj druh „pluripotentnej kmeňovej bunky vytvorenej človekom“, čo je indukovaná pluripotentná kmeňová bunka.

Vzhľadom na ich silnú schopnosť diferencovať sa v širokú škálu tkanív a ich nekontroverznú povahu sú indukované pluripotentné kmeňové bunky vhodné na použitie v bunkovej terapii a regeneratívnej medicíne.

3. Multipotentné kmeňové bunky

Multipotentné kmeňové bunky sú typom kmeňových buniek, ktoré sú schopné sebaobnovy a diferencovať do špecifického rozsahu bunkových typov. Príkladom tohto typu buniek je mezenchymálna kmeňová bunka (MSC).
Mesenchymálne kmeňové bunky sa môžu diferencovať na osteoblasty (typ kostnej bunky), myocyty (svalové bunky), adipocyty (tukové bunky) a chondrocyty (bunky chrupavky).

4. Krvné bunky

Ďalší typ kmeňových buniek – krvné bunky sú síce multipotentné kmeňové bunky, ale majú obmedzenú schopnosť diferencovať sa a rozlišovať, môžu to urobiť len do blízkych typov buniek. Príkladom tohto typu buniek je hematopoetická kmeňová bunka. Najčastejším zdrojom týchto buniek je kostná dreň, periférna krv, pupočníková krv. Schopnosť tvoriť a nahradiť bunky krvnej rady sa využíva pri liečbe leukémií, lymfómov, ale aj napr. kostnej drene po rádioterapii a chemoterapii. Je preukázaný ich pozitívny vplyv na liečbu dedičných metabolických ochorení ( napr. Willson morbus, Wiskott-Aldrich syndróm, beta talasémie a iné ).

Prečo existuje taký záujem o kmeňové bunky?

Sledovaním kmeňových buniek dozrievajúcich na bunky v kostiach, srdcovom svale, nervoch a ďalších orgánoch a tkanivách môžu vedci a lekári lepšie porozumieť tomu, ako sa vyvíjajú choroby . Medzi ľudí, ktorým by mohla liečba kmeňovými bunkami pomôcť patria pacienti s poranením miechy, cukrovkou typu 1, Parkinsonovou chorobou, amyotrofickou laterálnou sklerózou, Alzheimerovou chorobou, srdcovými chorobami, mozgovou príhodou, popáleninami, rakovinou či osteoartrózou.

Zdroje dospelých kmeňových buniek

1. Ľudská kostná dreň: Stromálne kmeňové bunky kostnej drene sú nehematopoetické kmeňové bunky v kostnej dreni a môžu vytvárať kosti, chrupavky a tukové bunky, ktoré podporujú tvorbu krvi a vláknité spojivové tkanivo.

2. Ľudské tkanivo pupočnej šnúry: tkanivo pupočnej šnúry obsahuje mezenchymálne kmeňové bunky, ktoré sa môžu diferencovať na tkanivá, ako je kosť, chrupavka a šľacha. Tieto kmeňové bunky majú jedinečné vlastnosti, vďaka ktorým sú sľubné pre bunkové terapie. Kmeňové bunky z pupočníkového tkaniva preukázali schopnosť liečiť poranenia miechy, mozgu a chrupavky. Tieto bunky majú fetálne charakteristiky a nemajú povrchové antigény, a preto neindukujú jav odmietnutia štepu proti hostiteľovi .

3. Ľudská pupočníková krv: pupočníková krv je krv, ktorá zostáva po narodení v placente a v pripojenej pupočnej šnúre. Pupočníková krv je neoceniteľným zdrojom kmeňových buniek, ktoré sa dajú použiť pri rôznych záchranných liečebných postupoch – detská mozgová obrna, poranenie mozgu, diabetes mellitus, Alzheimerova choroba atď.

4. Ľudské tukové tkanivo: tukové tkanivo predstavuje bohatý a prístupný zdroj dospelých kmeňových buniek so schopnosťou diferencovať sa pozdĺž viacerých línií, ktoré sa môžu zbierať minimálne invazívnym postupom. Zvyčajne sa používajú v regeneratívnej medicíne, napr. na regeneráciu kĺbov, proti starnutiu atď.