Top Potential Uses of Stem Cells in Medicine

forskning inom stamcellsstruktur, manipulation och terapi har gett upphov till många potentiella sjukdomsbehandlingar. Stamcellsforskning är vanligtvis associerad med användningen av kontroversiella embryonala stamceller (Esc), även om forskare börjar använda icke-embryonala stamceller oftare. Känd som inducerade pluripotenta stamceller (iPSCs), dessa celler härrör från en patients somatiska cellinje (alla celler utom de som är involverade i reproduktion). Liksom Esc: er kan IPSC: er differentiera till vilken celltyp som helst och har ingen förutbestämd ändstruktur.

förutom att övervinna denna etiska kontrovers kring stamcellsanvändning har det senaste arbetet visat att användning av IPSC kan vara effektivare än MSC, eftersom den senare är förknippad med åldrande nackdelar.

en annan typ av stamceller som ofta betonas i forskning är den vävnadsspecifika (även kallad somatisk/vuxen) stamcellen. Dessa stamceller är mer specifika än Esc eller iPSCs, och differentierar vanligtvis till celltyper som innefattar en specifik vävnad. MSC är till exempel en vuxen stamcell som ger upphov till ben -, brosk -, muskel -, märgfettceller. För mer information om stamcellstyper, klicka här.

ansökningar om stamcellsterapi

med tanke på mångfalden av stamcellstyper och deras potentiella användbarhet inom medicin har mycket forskning ägnats åt deras användning. Nedan beskrivs flera områden där stamcellsterapier och forskning har tillämpats.

Hud

i en tidigare artikel publicerad i Nature tillämpade forskare genetiskt modifierade stamceller för att regenerera huden hos en patient med en sjukdom som kallas epidermolysis bullosa. Detta ärftliga tillstånd härrör från mutationer i gener relaterade till kollagen-och lamininproteinerna och kan orsaka allvarliga skador på huden. Forskarna erhöll vävnadsspecifika stamceller från en biopsi av patientens friska hud, genetiskt modifierade dessa celler för att uttrycka fungerande laminin och implanterade dessa celler på nytt till det drabbade området. Denna teknik kunde reproducera 80 procent av huden förlorad i denna patient. Även om användning av MSC och iPSC-härledda hudceller har inträffat i liknande transplantationer, används denna vävnadsspecifika stamcellsteknik oftare vid hudregenerering.

hjärta

hjärtmuskel är en vävnad som inte lätt regenereras i kroppen. Påståenden om vävnadsspecifika stamceller i hjärtat har ifrågasatts och den dokumenterade omsättningen i hjärtmuskelceller är extremt långsam. När man har hjärtinfarkt (hjärtinfarkt) blockeras blodflödet till hjärtat och dessa vävnader börjar dö som ett resultat. Utan naturliga medel för att regenerera denna vävnad är hjärttransplantationer det enda alternativet för personer med allvarlig hjärtskada. Forskare har försökt använda MSc i behandling, men långsiktiga resultat har inte uppnåtts. ESC från hjärtceller har emellertid visat sig återuppbygga hjärtmuskeln efter infarkt i djurmodeller. Gnagarstudier gav optimistiska resultat, men studier på primater visade komplikationer hos vissa. Hjärtats struktur är komplex och består av många olika celltyper, och forskare fortsätter att arbeta för att ta itu med frågor om ESC och iPSC användning vid regenerering av sådana vävnader.

öga

stamcellsterapi har också nytta vid behandling av de med synförlust, med terapier som syftar till att återställa integriteten hos retinalpigmentepitelet (RPE). Att leverera stamceller till näthinnan (på baksidan av ögat) är en svår uppgift, men bevis från kliniska prövningar stöder användningen av ESC – och iPSC-härledda RPE-celler vid behandling av åldersrelaterad makuladegeneration. Denna sjukdom kännetecknas av förlust av fotoreceptorer och RPE-celler i näthinnan och kan leda till full synförlust. Behandling av sjukdomen tidigt skulle kräva påfyllning av dessa RPE-celler, men senare steg måste också rikta sig mot fotoreceptorregenerering. Transplantation av friska RPE-celler från en givare medför potentiella immunsvar risker, och användning av stamceller kan potentiellt övervinna denna barriär.

skelettmuskel

ny forskning har syftat till att använda muskelstamceller (muskler) vid regenerering av skelettmuskel för personer med tillstånd som muskeldystrofi. Dessa patienter saknar proteiner som är väsentliga för muskulär integritet och upplever gradvis förlust i muskelmassa. Det har noterats att dessa muskler är utmanande att växa i en cellkultur, vilket orsakar nackdelar för deras potentiella tillämpningar. Även om det inte har använts i kliniska prövningar, är ett annat tillvägagångssätt för denna fråga stimulerande Muskler in situ, som har modellerats hos gnagare. iPSCs har dykt upp som en kandidat, genom att de skulle tillåta genbyte före implantation. Alternativt har genterapi citerats som ett område med starkt intresse för att regenerera muskelmassa.

neurala vävnader

i likhet med hjärtmuskeln regenereras inte nervvävnaden aktivt. Faktum är att neurogenes är en process som sker nästan helt i utero, och när hjärnvävnaden skadas finns det ingen naturlig läkningsprocess. Till skillnad från hjärtvävnaden finns det för närvarande inget transplantationsalternativ för nervvävnad, vilket gör det till ett objekt av särskilt intresse för stamcellsforskning. Studier på gnagare har visat att pluripotenta stamceller (PSC)-härledda neuroner kan vara effektiva vid behandling av Parkinsons sjukdom, och liknande försök med iPSCs och ESC kommer snart.

bukspottkörteln

bukspottkörteln regenererar inte insulinproducerande celler från sina egna stamceller. Som sådan undersöks psc av forskare som försöker behandla diabetes. ESCs har rapporterats ge livskraftiga insulinproducerande celler både in vitro och efter transplantation till djurmodeller, och humana studier med ESCs genomförs för närvarande.

blod

PSCs erbjuder potential för att skapa röda blodkroppar in vitro, vilket erbjuder ett alternativ till användning av donatorblod. Dessa in vitro röda blodkroppar skapade med PSC förblev omogna (kärnbildade) tills de injicerades i gnagarmodeller, där de mognade till funktionella celler. För att öka utbudet av blodplättar på ett liknande sätt använder forskare PSC för att skapa megakaryocytpopulationer in vitro också. Även om dessa lösningar kan vara effektiva, förblir PSC-härledd blodcellsproduktion kostsam och ineffektiv. Skapandet av PSC-härledda T-celler för användning i cancerterapier är också av intresse, med cancerpatienter som har extremt låga nivåer av dessa vita blodkroppar.