15.6: Embrionalne komórki macierzyste

Embrionalne komórki macierzyste (ES) są niezróżnicowanymi komórkami pluripotencjalnymi, co oznacza, że mogą wytwarzać dowolny typ komórek w organizmie. Daje im to ogromny potencjał w nauce i medycynie, ponieważ mogą generować określone typy komórek do wykorzystania w badaniach lub do zastąpienia komórek ciała utraconych w wyniku uszkodzenia lub choroby.

Pochodzenie

Komórki ES są obecne w wewnętrznej masie komórkowej zarodka w stadium blastocysty, które występuje około 3–5 dni po zapłodnieniu u ludzi przed zagnieżdżeniem się zarodka w macicy. Ludzkie komórki ES są zwykle pozyskiwane z zarodków dawców pozostałych po procesie zapłodnienia in vitro (IVF).

Komórki są zbierane i hodowane w hodowli, gdzie mogą dzielić się w nieskończoność – tworząc linie komórkowe ES. W pewnych warunkach komórki ES mogą różnicować się – albo spontanicznie w różne typy komórek, albo w sposób ukierunkowany, aby wytworzyć pożądane typy komórek. Naukowcy mogą kontrolować, które typy komórek są generowane, manipulując warunkami hodowli – takimi jak zmiana powierzchni szalki hodowlanej lub dodawanie określonych czynników wzrostu do pożywki hodowlanej – a także poprzez modyfikację genetyczną komórek. Dzięki tym metodom naukowcy byli w stanie wygenerować wiele określonych typów komórek z komórek ES, w tym komórek krwi, nerwów, serca, kości, wątroby i trzustki.

Medycyna regeneracyjna

Medycyna regeneracyjna zajmuje się tworzeniem żywych, funkcjonalnych tkanek, które zastępują martwe, chore lub nieprawidłowo funkcjonujące. Ze względu na ich zdolność do różnicowania się w dowolny typ komórek, komórki ES są stosowane w medycynie regeneracyjnej. Chociaż ta dziedzina jest wciąż na wczesnym etapie, z komórek ES wyprodukowano kilka potencjalnie korzystnych typów komórek, a badania kliniczne rozpoczęły się w celu sprawdzenia ich bezpieczeństwa i skuteczności u pacjentów. Niektóre wstępne wyniki były obiecujące – na przykład sparaliżowani pacjenci odzyskali część ruchu po otrzymaniu komórek układu nerwowego pochodzących z ES. Dodatkowo, komórki ES mogą być wykorzystywane do badania wczesnych zdarzeń w rozwoju człowieka – co w przeciwnym razie jest trudne – i stanowią źródło określonych typów komórek, które można wykorzystać w testach leków i innych badaniach naukowych.