Celulele stem diferă de celelalte tipuri de celule din corp. Indiferent de sursa lor, celulele stem au trei proprietăți generale: sunt capabile să se dividă și să se reînnoiască pe perioade lungi, sunt nespecializate și pot da naștere tipurilor de celule specializate, așa cum sunt celulele pielii, ale inimii sau ficatului. Așadar, nu e de mirare că reprezintă o zonă de mare interes în medicina actuală datorită potențialului lor terapeutic uriaș, de a regenera și repara țesutul deteriorat din organism.

Spre deosebire de celulele musculare, celulele sanguine sau celulele nervoase – care în mod normal nu se reproduc singure – celulele stem se pot reproduce de multe ori. Un număr de celule stem care proliferează timp de mai multe luni în laborator poate produce milioane de celule. Dacă celulele rezultate continuă să nu fie specializate, precum celulele stem părinte, se spune că celulele sunt capabile de autoînnoire pe termen lung.

Proliferarea și autoînnoirea, două proprietăți unice ale celulelor stem

Oamenii de știință au analizat două proprietăți fundamentale ale celulelor stem care se referă la autoînnoirea lor pe termen lung:

• De ce se pot prolifera celulele stem embrionare timp de un an sau mai mult în laborator, fără a se diferenția; majoritatea celulelor stem adulte nu pot; 
• Care sunt factorii organismelor vii care reglează în mod normal proliferarea și autoînnoirea celulelor stem?

Descoperirea răspunsurilor la aceste întrebări poate face posibilă înțelegerea modului în care proliferarea celulelor este reglată în timpul dezvoltării embrionare normale sau în timpul diviziunii celulare anormale care duce la cancer. Aceste informații ar permite, de asemenea, oamenilor de știință să crească celule stem embrionare și non-embrionare mai eficient în laborator.

Vrei să afli mai multe despre recoltarea de celule stem la naștere?

Celulele stem nu sunt specializate, dar se pot diferenția în celule specializate

Celulele stem nu sunt specializate. Una dintre proprietățile fundamentale ale unei celule stem este aceea că nu are structuri specifice țesutului care să îi permită să îndeplinească funcții specializate. De exemplu, o celulă stem nu poate funcționa pentru a pompa sângele prin corp (precum o celulă a mușchiului cardiac) și nu poate transporta molecule de oxigen prin fluxul sanguin (ca o celulă roșie). Cu toate acestea, celulele stem nespecializate pot da naștere la celule specializate, inclusiv celule musculare cardiace, celule sanguine sau celule nervoase.

Celulele stem pot da naștere celulelor specializate. Când celulele stem nespecializate dau naștere la celule specializate, procesul se numește diferențiere. În timp ce se diferențiază, celula trece de obicei prin mai multe etape, devenind mai specializată la fiecare pas. Oamenii de știință încep să înțeleagă semnalele din interiorul și din exteriorul celulelor care declanșează fiecare pas al procesului de diferențiere. 

Semnalele interne sunt controlate de genele unei celule, care sunt intercalate pe catene lungi de ADN și poartă instrucțiuni codate pentru toate structurile și funcțiile celulare. Semnalele externe pentru diferențierea celulelor includ substanțe chimice secretate de alte celule, contactul fizic cu celulele vecine și anumite molecule din microambient. Interacțiunea semnalelor în timpul diferențierii face ca ADN-ul celulelor să dobândească mărci epigenetice care restricționează expresia ADN-ului în celulă și pot fi transmise prin diviziunea celulară.

Celulele stem adulte generează tipic celulele țesutului în care locuiesc. De exemplu, o celulă stem adultă formatoare de sânge în măduva osoasă dă naștere în mod normal multor tipuri de celule sanguine. În general, este acceptat faptul că o celulă formatoare de sânge din măduva osoasă – numită celulă stem hematopoietică – nu poate da naștere celulelor unui țesut foarte diferit, cum ar fi celulele nervoase din creier. 

Cercetările din ultimii câțiva ani au demonstrat că celulele stem dintr-un țesut pot da naștere tipurilor de celule ale unui țesut complet diferit. Aceasta rămâne un domeniu de dezbateri în cadrul comunității de cercetare. Această controversă demonstrează provocările studierii celulelor stem adulte și sugerează că cercetarea suplimentară folosind celule stem adulte este necesară pentru a înțelege întregul potențial ca terapii viitoare.

Bineînțeles că există întrebări despre diferențierea celulelor stem și utilizarea lor în tratamente. Abordarea acestor întrebări poate determina oamenii de știință să găsească noi modalități de a controla diferențierea celulelor stem în laborator, crescând astfel celule sau țesuturi care pot fi utilizate în scopuri specifice, cum ar fi terapiile bazate pe celule sau screeningul medicamentelor.

Celulele stem, importante în găsirea medicamentelor pentru bolile grave

Celulele stem umane sunt utilizate în prezent pentru a testa noi medicamente. Noile medicamente sunt testate pentru siguranță pe celulele diferențiate generate de liniile de celule pluripotente umane. Alte tipuri de linii celulare au o istorie lungă pentru a fi utilizate în acest fel. Liniile de celule canceroase, de exemplu, sunt utilizate pentru a detecta potențialele medicamente anti-tumorale. Disponibilitatea celulelor stem pluripotente ar permite testarea medicamentelor într-o gamă mai largă de tipuri de celule. Cu toate acestea, pentru a analiza eficient medicamentele, condițiile trebuie să fie identice atunci când se compară diferite medicamente. Prin urmare, oamenii de știință trebuie să poată controla cu exactitate diferențierea celulelor stem în tipul specific de celule pe care vor fi testate medicamentele. 

Poate cea mai importantă aplicare potențială a celulelor stem umane este generarea de celule și țesuturi care ar putea fi utilizate pentru terapiile bazate pe celule. Astăzi, organele și țesuturile donate sunt adesea folosite pentru a înlocui țesuturile bolnave sau distruse, dar nevoia de țesuturi și organe transplantabile depășește cu mult oferta disponibilă. Celulele stem, direcționate să se diferențieze în anumite tipuri de celule, oferă posibilitatea unei surse regenerabile de celule și țesuturi de înlocuire pentru a trata boli, inclusiv degenerare maculară, leziuni ale măduvei spinării, accident vascular cerebral, arsuri, boli de inimă, diabet, artroză și artrita reumatoidă.

De exemplu, au fost făcute experimente cu celule sănătoase ale mușchiului cardiac în laborator și apoi transplantarea acestor celule la pacienții cu boli cronice ale inimii. Cercetările preliminare efectuate la șoareci și alte animale crescute în laborator indică faptul că celulele stromale ale măduvei osoase, transplantate într-o inimă deteriorată, pot avea efecte benefice. Se urmărește dacă aceste celule stem pot genera celule musculare cardiace sau pot stimula creșterea de noi vase de sânge care repopulează țesutul cardiac. Rezultate promițătoare din studiile efectuate pe animale au servit drept bază pentru un număr mic de studii exploratorii la om.

Vrei să afli mai multe despre recoltarea de celule stem la naștere?

Prevenția este întotdeauna cea mai bună măsură pentru sănătate. Mai ales în cazul afecțiunilor care pot pune în pericol viața copilului. Dacă ești însărcinată și te pregătești de nașterea copilului tău, oferă-i șansa la o viață sănătoasă în viitor, alegând stocarea celulelor stem.