Sisu
- Tüvirakud: määratlus
- Embrüonaalsed tüvirakud
- Somaatilised (täiskasvanud) tüvirakud
- Somaatiliste tüvirakkude funktsioon
- Hematopoeetilised somaatilised tüvirakud
- Mesenhümaalsed somaatilised tüvirakud
- Neuraalsed somaatilised tüvirakud
- Epiteeli somaatilised tüvirakud
- Indutseeritud Pluripotentsed tüvirakud
- Tüvirakkude klassifikatsioon
- Tüvirakkude varajane uurimine
- Tüvirakkude uurimise eelised
- Tüvirakkude uurimise rakendused
- Tüvirakkude ravi riskid
Keeruline inimkeha koosneb somaatilistest (keha) rakkudest ja reproduktiivrakkudest (sugurakud). Kõik inimkeha rakud pärinevad ühest viljastatud munarakust, mida tuntakse zygote nime all. Seejärel jaguneb tsügoot embrüonaalsetest tüvirakkudest koosnevaks blastotsüstiks, millest sünnib üle 200 spetsialiseeritud tüüpi raku, vastavalt tüvirakkude uurimise rahvusvahelise ühingu andmetele.
Somaatilised tüvirakud, mida nimetatakse ka täiskasvanute tüvirakkudeks, moodustuvad loote arengu ajal ja jäävad kogu eluea jooksul raku paranemiseks abiks.
Tüvirakud: määratlus
Muud täpsemad tüvirakkude nimed on embrüonaalsed tüvirakud, täiskasvanud tüvirakud või indutseeritud pluripotentsed tüvirakud, sõltuvalt rakkude tüübist. Tüvirakkudel on võime morfoneeruda paljudesse teistesse rakutüüpidesse, mis pakub regeneratiivse meditsiini teadlastele suurt huvi.
Tüvirakkudel on eriomadused, mis eristavad neid tavalistest, näiteks närvi-, luu- ja vererakkudest:
Embrüonaalsed tüvirakud
Inimese embrüonaalsed tüvirakud on saadud arenevast munarakust blastotsüsti staadiumis, umbes viis päeva pärast viljastamist. Embrüonaalsed tüvirakud on diferentseerimata ja neid saab määramata ajaks jaotada või diferentseeruda labori spetsialiseeritud rakkudeks.
Embrüonaalsetel tüvirakkudel on potentsiaal geneetiliselt või keemiliselt programmeerida organite ja naha kasvatamiseks siirdamiseks ja siirdamiseks.
Somaatilised (täiskasvanud) tüvirakud
Embrüonaalsed tüvirakud eristuvad loote arengu ajal kiiresti somaatilisteks tüvirakkudeks. Väikesed kogused somaatilisi tüvirakke jäävad kehasse määramata ajaks, kuid need muutuvad elu jooksul.
Somaatilised tüvirakud aitavad kehal teha sisemisi parandusi ja reguleerida homöostaasi. Eellasrakud on vaheetapp jagava tüviraku ja spetsialiseerituma raku vahel.
Erinevalt mitmekülgsetest embrüonaalsetest tüvirakkudest on somaatilistel tüvirakkudel piiratud eristamisvõime. Praegused uuringud näitavad, et täiskasvanud tüvirakud diferentseeruvad rakkudeks ainult seda tüüpi koega, kus nad elavad.
Näiteks võivad lihaskoes olevad somaatilised tüvirakud diferentseeruda erinevat tüüpi lihasrakkudeks, kuid need ei saa närvirakke tekitada. Nebraska ülikooli meditsiinikeskuse andmetel on aga käimas uuringud, mis võivad seda oletust kasutada.
Somaatiliste tüvirakkude funktsioon
Somaatilised (täiskasvanud) tüvirakud võivad määramata ajaks toota rohkem tütarrakke või spetsialiseeruda teatud tüüpi rakkudele, nagu punased ja valged vererakud. Täiskasvanud tüvirakud suudavad end uuendada ka pärast passiivsuse perioode, kui on vaja rakke parandada või asendada.
Näiteks somaatilised tüvirakud südames ja kõhunäärmes hakkavad teatud tingimustel tööle, kui remonditööd on näidustatud. Kuid soolestikus ja luuüdis varrerakud uuendavad end pidevalt.
Hematopoeetilised somaatilised tüvirakud
Vereloome tüvirakud (HSC) on vereloomerakud, mida leidub luuüdis ja vereringes. Ebaküpsed rakud võivad muutuda punasteks verelibledeks, trombotsüütideks ja valgeteks verelibledeks. Sobivatelt doonoritelt siirdatud HSC rakkude luuüdis on aidanud lugematu arv patsiente, kellel on diagnoositud verehaigused ja vähid nagu leukeemia.
Patsiendi enda HSC-de autoloogne siirdamine on veel üks levinud raviprotseduur, millest on patsientidele kasu olnud, vähendades siirdamise äratõukereaktsiooni riski.
Mesenhümaalsed somaatilised tüvirakud
Inimese mesenhümaalsete tüvirakkude (hMSC) allikad hõlmavad toetavat ja sidekoe keha organite ümber. Need tüvirakud diferentseeruvad mesodermaalseteks rakkudeks nagu kõhred, luurakud, lihasrakud ja rasvarakud.
Tüvirakkude uurimine hMSC-de kasutamise kohta võib viia murtud luude ja kõhrevigastuste tõhustatud ravile.
Neuraalsed somaatilised tüvirakud
Neuraalsed tüvirakud genereerivad neuroneid ja gliaalrakke. NSC-sid leidub ajus ja kesknärvisüsteemis.
Käimas on paljutõotavad kliinilised uuringud, et uurida NCS-i tüvirakuravi seljaaju vigastuste, insuldi ja amüotroofse lateraalskleroosi (ALS) raviks.
Epiteeli somaatilised tüvirakud
Epiteeli tüvirakke leidub naha, kopsude ja soole epiteeli kihis. Need tüvirakud uuenevad pidevalt ja reageerivad vigastustele või rakkude kahjustustele.
Epiteeli tüvirakkude uurimise meditsiinilised rakendused hõlmavad näiteks nahapookide loomist õnnetuste abistamiseks ja ohvrite põletamiseks.
Indutseeritud Pluripotentsed tüvirakud
2007. aastal avastasid teadlased, kuidas täiskasvanute tüvirakke geneetiliselt ümber programmeerida, et toimida rohkem nagu embrüonaalsed tüvirakud. Tuntud kui indutseeritud pluripotentseid tüvirakke (iPSC), saab neid konstrueeritud rakke kontrollida teatud viisil laborikultuurides toimimiseks.
Näiteks võib stimuleerida somaatilisi rakke nagu naharakud, et tekiks täiesti teist tüüpi rakk. Valdkond on endiselt väga uus ja protsessi mehhanismidest pole veel palju teada.
Tüvirakkude klassifikatsioon
Tüvirakud klassifitseeritakse nende võime järgi, et tekiks spetsialiseeritumaid rakutüüpe. Embrüonaalsed tüvirakud on uurimistöös soodsad nende ebasoodsa seisundi ja suure diferentseerumisvõime tõttu. Üherakulist tsügooti nimetatakse totipotentseks, kuna see võib koos platsentarakkude ja koega moodustada totaalse elusorganismi.
Embrüonaalsed tüvirakud klassifitseeritakse pluripotentseteks; nad moodustavad somaatilisi rakke, kuid mitte platsenta rakke. Nööri vererakud ja täiskasvanud tüvirakud on mitmetoimelised. Nende võime spetsialiseeruda erinevat tüüpi on piiratum kui embrüonaalsed tüvirakud.
Tüvirakkude varajane uurimine
Tüvirakkude uurimise vastu põhjustab huvi leida uusi viise kahjustatud rakkude parandamiseks nahakoes ja siseorganites, mis on kriitilise tähtsusega ellujäämiseks.
Riikliku terviseinstituudi andmetel eraldasid teadlased 1981. aastal esmakordselt embrüo tüvirakud hiirte embrüodest. 1998. aastaks õppisid teadlased, kuidas tuletada viljakuspolikliinikutes in vitro loodud inimese munadest inimese tüvirakke, mida enam ei vajatud ja mis annetati teadusuuringuteks. Tüvirakkude read kasvatatakse ja jagatakse teadlaste vahel.
1948. aastal kasutati vererakkude tootmiseks esimest korda somaatilisi tüvirakke. Täiskasvanud luuüdi rakke kasutati tüvirakkude siirdamisel 1968. aastal. Sellest ajast alates on tüvirakkude ravimeetodeid kasutatud mitut tüüpi verehaiguste edukaks raviks. Võimalikud on tüvirakkude kasutamise lõputud terapeutilised võimalused, kuid ohutuse ja tõhususe osas on paljud neist endiselt suhteliselt katsetamata.
Tüvirakkude uurimise eelised
Teadlased kasutavad rakkude normaalse ja ebanormaalse jagunemise, sealhulgas vähi ja tuumori moodustumise uurimiseks indutseeritud pluripotentseid tüviraku liine. Haiguse esinemise sügavam mõistmine võib viia tõhusamate ennetusmeetmete ja ravimeetoditeni.
Tüvirakkudest laboris tekitatud koed võivad aidata uute raviviiside katsetamisel ja vähendada loomkatsetega katsetamist. Tüvirakuteraapia abil on aidatud tuhandeid verega seotud haiguste, näiteks leukeemia ja aneemia all kannatavaid inimesi.
Tüvirakkude uurimise rakendused
Tüvirakkude uurimine on kiiresti arenev valdkond, mille lähiajal on oodata uusi läbimurdeid. Kuna tüvirakke leidub nii paljudes kehaosades, võivad need hoida mitme haiguse põhjuse väljaselgitamiseks võtit.
Vereloome tüvirakkude ravimeetodeid, näiteks luuüdi siirdamist, kasutatakse laialdaselt. Meditsiiniline ringkond aktsepteerib ka sarvkesta vigastuste teatud tüüpi naha pookimist ja tüvirakkude ravi.
Tüvirakkude ravi riskid
Tüvirakkude uurimise rahvusvahelise ühingu andmetel peaks üldsus olema ettevaatlik tüvirakkude raviga seotud väidete ülearuse ja väitega seotud teabe osas. Tõsiste tervisehäiretega patsiendid võivad olla eriti haavatavad kliinikute jaoks, mis pakuvad viivitamatut ravi.
USA toidu- ja ravimiameti veebisait hoiatab tarbijaid, et nad seavad tervise ohtu, usaldades kliinikuid, mis pakuvad FDA heakskiitu. Praeguseks on FDA heaks kiitnud ainult teatud tooted, mis on valmistatud nabaväädi verd moodustavate tüvirakkudega.