Kantasolututkimus

Kantasolujen mahdolliset käyttötarkoitukset

Koska kantasoluilla on kyky muuttua useiksi muiksi solutyypeiksi, tutkijat uskovat, että ne voivat olla hyödyllisiä sairauksien hoidossa ja ymmärtämisessä. Mayo Clinicin mukaan kantasoluja voidaan käyttää:

• kasvattaa uusia soluja laboratoriossa korvaamaan vaurioituneita elimiä tai kudoksia
• korjata elinten osia, jotka eivät toimi kunnolla
• solujen geneettisten vikojen syiden tutkimus
• tutkia, miten sairauksia esiintyy tai miksi tietyt solut kehittyvät syöpäsoluiksi
• testaa uusien lääkkeiden turvallisuutta ja tehokkuutta

Kantasolujen tyypit

On olemassa useita erityyppisiä kantasoluja, joita voidaan käyttää eri tarkoituksiin.

Alkion kantasolut

Alkion kantasolut tulevat ihmisalkioista, jotka ovat 3–5 päivää vanhoja. Ne korjataan prosessissa, jota kutsutaan koeputkihedelmöitykseksi. Tämä tarkoittaa alkion hedelmöitystä laboratoriossa naisen kehon sisällä. Alkion kantasolut tunnetaan pluripotenteina kantasoluina. Nämä solut voivat synnyttää käytännössä minkä tahansa muun tyyppisen solun kehossa.

Ei-alkiot (aikuisten) kantasolut

Aikuisten kantasoluilla on harhaanjohtava nimi, koska niitä esiintyy myös imeväisillä ja lapsilla. Nämä kantasolut tulevat kehon kehittyneistä elimistä ja kudoksista. Keho käyttää niitä korjaamaan ja korvaamaan vaurioituneita kudoksia samalla alueella, josta ne löytyvät.

Esimerkiksi hematopoieettiset kantasolut ovat eräänlainen aikuisen kantasolu, jota löytyy luuytimestä. Ne tuottavat uusia punasoluja, valkosoluja ja muita verisoluja. Lääkärit ovat tehneet kantasolusiirtoja, jotka tunnetaan myös nimellä luuydinsiirrot, vuosikymmenien ajan käyttämällä hematopoieettisia kantasoluja tiettyjen syöpätyyppien hoitamiseksi.

Aikuisten kantasolut eivät voi erilaistua niin moneksi muuntyyppisiksi soluiksi kuin alkion kantasolut.

Indusoidut pluripotentit kantasolut (iPSC)

Tutkijat ovat äskettäin keksineet, miten aikuisten kantasolut voidaan muuttaa pluripotentteiksi kantasoluiksi. Näitä uudentyyppisiä soluja kutsutaan indusoiduiksi pluripotenteiksi kantasoluiksi (iPSC). Ne voivat erilaistua kaikentyyppisiksi erikoistuneiksi soluiksi kehossa. Tämä tarkoittaa, että ne voivat mahdollisesti tuottaa uusia soluja mille tahansa elimelle tai kudokselle. Luodakseen iPSC:itä tutkijat ohjelmoivat geneettisesti uudelleen aikuisten kantasolut, jotta ne käyttäytyvät kuin alkion kantasolut.

Läpimurto on luonut tavan “erottaa” kantasolut. Tämä voi tehdä niistä hyödyllisempiä sairauksien kehittymisen ymmärtämisessä. Tutkijat toivovat, että soluja voidaan valmistaa jonkun omasta ihosta sairauden hoitamiseksi. Tämä auttaa estämään immuunijärjestelmää hylkäämästä elinsiirtoa. Tutkimusta etsitään tapoja tuottaa iPSC -laitteita turvallisesti.

Napanuoraveren kantasolut ja lapsivesien kantasolut

Nauhan veren kantasolut kerätään napanuorasta synnytyksen jälkeen. Ne voidaan pakastaa solupankeissa myöhempää käyttöä varten. Näitä soluja on käytetty menestyksekkäästi lasten hoitoon, joilla on verisyöpä, kuten leukemia, ja tiettyjä geneettisiä verisairauksia.

Kantasoluja on löydetty myös lapsivesistä. Tämä neste ympäröi kehittyvää vauvaa äidin kohdussa. Lisätutkimusta tarvitaan kuitenkin, jotta voidaan ymmärtää lapsivesien kantasolujen mahdollisia käyttötarkoituksia.

Kantasolututkimuksen kiista

Aikuisten kantasoluilla ei ole eettisiä ongelmia. Viime vuosina on kuitenkin kiistelty tavasta, jolla ihmisen alkion kantasoluja saadaan. Alkion kantasolujen talteenoton aikana alkio tuhoutuu. Tämä herättää eettisiä huolenaiheita ihmisille, jotka uskovat, että hedelmöittyneen alkion tuhoaminen on moraalisesti väärin.

Vastustajat uskovat, että alkio on elävä ihminen. He eivät usko, että hedelmöitettyjä munia pitäisi käyttää tutkimukseen. He väittävät, että alkiolla pitäisi olla samat oikeudet kuin kaikilla muilla ihmisillä ja että näitä oikeuksia tulee suojella.

Kantasolututkimuksen kannattajat puolestaan ​​uskovat, että alkiot eivät ole vielä ihmisiä. He huomauttavat, että tutkijat saavat suostumuksen luovuttajaparilta, jonka munasoluja ja siittiöitä käytettiin alkion luomiseen. Kannattajat väittävät myös, että koeputkihedelmöityksen aikana syntyneet hedelmöittyneet munat hylättäisiin joka tapauksessa, jotta niitä voitaisiin käyttää paremmin tieteelliseen tutkimukseen.

IPSC:iden läpimurtolöydön myötä ihmisalkioiden tarve tutkimuksessa saattaa olla pienempi. Tämä voi auttaa lievittämään niitä, jotka vastustavat alkioiden käyttöä lääketieteellisessä tutkimuksessa. Kuitenkin, jos iPSC:llä on potentiaalia kehittyä ihmisalkioksi, tutkijat voisivat teoriassa luoda luovuttajan kloonin. Tämä on toinen eettinen kysymys, joka on otettava huomioon. Monissa maissa on jo voimassa lainsäädäntöä, joka tehokkaasti kieltää ihmisen kloonauksen.

Liittovaltion määräykset kantasolututkimuksesta

Yhdysvalloissa kantasolututkimusta koskeva liittovaltion politiikka on kehittynyt ajan myötä, kun eri presidentit ovat tulleet virkaan. On tärkeää huomata, että mikään liittovaltion asetus ei ole koskaan nimenomaisesti kieltänyt kantasolututkimusta Yhdysvalloissa. Säännökset ovat pikemminkin rajoittaneet julkista rahoitusta ja käyttöä. Tietyt osavaltiot ovat kuitenkin kieltäneet ihmisalkioiden luomisen tai tuhoamisen lääketieteellistä tutkimusta varten.

Kantasolupolitiikka entisen presidentin George W. Bushin aikana

Elokuussa 2001 entinen presidentti George W. Bush hyväksyi lain, joka antaisi liittovaltion rahoituksen rajoitetulle alkion kantasolujen tutkimukselle. Tällaisen tutkimuksen oli kuitenkin täytettävä seuraavat kriteerit:

• Keräysprosessi, johon sisältyy alkion tuhoaminen, aloitettiin 9.8.2001 ennen kello 21.00.
• Kantasolut saatiin alkiosta, joka luotiin lisääntymistarkoituksiin ja jota ei enää tarvita.
• Alkion luovutukselle saatiin tietoinen suostumus, eikä luovutukseen liittynyt taloudellista palkkiota.

Kantasolupolitiikka presidentti Barack Obaman aikana

Maaliskuussa 2009 presidentti Barack Obama kumosi entisen presidentin Bushin lausunnon ja julkaisi toimeenpanomääräyksen 13505. Määräyksellä poistettiin rajoitukset liittovaltion rahoitukselta kantasolututkimukselle. Tämän ansiosta National Institutes of Health (NIH) saattoi alkaa rahoittaa tutkimusta, jossa käytetään alkion kantasoluja. NIH julkaisi sitten suuntaviivat tutkimuksen rahoittamisen politiikan määrittämiseksi. Ohjeet kirjoitettiin auttamaan varmistamaan, että kaikki NIH:n rahoittama ihmisen kantasolututkimus on moraalisesti vastuullista ja tieteellisesti relevanttia.

Esimerkkejä kantasolututkimuksesta

Kantasolututkimusta tehdään parhaillaan yliopistoissa, tutkimuslaitoksissa ja sairaaloissa ympäri maailmaa. Tutkijat keskittyvät parhaillaan löytämään tapoja hallita sitä, miten kantasolut muuttuvat muuntyyppisiksi soluiksi.

Solujen erilaistumisprosessi

Alkion kantasolututkimuksen ensisijainen tavoite on oppia, kuinka erilaistumattomat kantasolut muuttuvat erilaistuneiksi kantasoluiksi, jotka muodostavat tiettyjä kudoksia ja elimiä. Tutkijat ovat myös kiinnostuneita selvittämään, kuinka tätä erilaistumisprosessia voidaan hallita.

Vuosien mittaan tutkijat ovat kehittäneet menetelmiä kantasoluprosessin manipuloimiseksi tietyn solutyypin luomiseksi. Tätä prosessia kutsutaan suunnatuksi eriyttämiseksi. Tuore tutkimushavaitsi myös ensimmäiset vaiheet, kuinka kantasolut muuttuvat aivosoluiksi ja muuntyyppisiksi soluiksi. Lisää tutkimusta aiheesta on meneillään.

Solupohjaiset hoidot

Jos tutkijat löytävät luotettavan tavan ohjata alkion kantasolujen erilaistumista, he saattavat pystyä käyttämään soluja tiettyjen sairauksien hoitoon. Esimerkiksi ohjaamalla alkion kantasolut muuttumaan insuliinia tuottaviksi soluiksi, he voivat pystyä siirtämään solut ihmisille, joilla on tyypin 1 diabetes.

Muita sairauksia, joita voidaan mahdollisesti hoitaa alkion kantasoluilla, ovat:

• traumaattinen selkäydinvamma
• aivohalvaus
• vakavia palovammoja
• nivelreuma
• sydänsairaus
• kuulon menetys
• verkkokalvon sairaus
• Huntingtonin tauti
• Parkinsonin tauti

Kalifornian kantasoluvirasto tarjoaa yksityiskohtaisen luettelon kantasolututkimuksessa parhaillaan käynnissä olevista tautiohjelmista ja kliinisistä kokeista. Esimerkkejä tällaisista projekteista ovat:

• pistetään muokatut kantasolut suoraan aivoihin aivohalvauksen jälkeen
• kantasolujen käyttö korvaamaan sisäkorvan vaurioituneet solut, jotka havaitsevat äänen ja auttavat palauttamaan kuulon
• muuttaa kantasolujen geenejä tehdäkseen niistä vastustuskykyisiä sairauksille, kuten AIDS:lle, ja sitten liittää ne ihmisiin, joilla on tauti
• kantasolujen viljely osteoporoosia sairastavien ihmisten hauraiden luiden korjaamiseksi

Kantasolujen käyttö uusien lääkkeiden testaamiseen

Tutkijat käyttävät myös erilaistettuja kantasoluja uusien lääkkeiden turvallisuuden ja tehokkuuden testaamiseen. Lääkkeiden testaus ihmisen kantasoluilla poistaa tarpeen testata niitä eläimillä.

Takeaway

Kantasolututkimuksella voi olla merkittävä vaikutus ihmisten terveyteen. Ihmisalkioiden kehityksestä, käytöstä ja tuhoamisesta on kuitenkin jonkin verran kiistaa. Tiedemiehet voivat helpottaa näitä huolenaiheita käyttämällä uutta menetelmää, joka voi muuttaa aikuisten kantasolut pluripotenteiksi kantasoluiksi, jotka voivat muuttua mille tahansa solutyypille. Tämä poistaisi alkion kantasolujen tarpeen tutkimuksessa. Tällaiset läpimurrot osoittavat, että kantasolututkimuksessa on edistytty paljon. Näistä edistysaskelista huolimatta on vielä paljon tehtävää, ennen kuin tiedemiehet voivat luoda onnistuneita hoitoja kantasoluterapian avulla.