Gde si! U prethodnoj priči o matičnim ćelijama upoznao si ćelije koje rade kao biološki džokeri. Sada idemo korak dalje: embrionalne matične ćelije su najmoćniji džokeri od svih.
One su važne zato što još nisu dobile konačan posao.
Zato imaju ogroman potencijal da se razviju u različite vrste ćelija tela.
Ova lekcija objašnjava odakle nastaju, šta znači pluripotentnost, zašto su važne za regenerativnu medicinu i zbog čega oko njih postoje velike etičke rasprave.
Kada se spoje spermatozoid i jajna ćelija, nastaje prva ćelija novog života: zigot. Zigot se brzo deli: prvo na dve ćelije, zatim na četiri, pa na osam.
Zato je rana faza razvoja ključna za razumevanje embrionalnih matičnih ćelija. One se ne uzimaju od novorođene bebe, nego se vezuju za veoma ranu fazu embriona, nekoliko dana nakon oplođenja.
Otprilike 4 do 5 dana nakon oplođenja, embrion stiže u fazu koja se zove blastocista. To još nije beba sa organima, srcem ili mozgom. To je mikroskopska šuplja loptica od oko 100 do 150 ćelija.
Upravo iz te unutrašnje ćelijske mase potiču embrionalne matične ćelije koje se najčešće pominju u ovoj lekciji.
4-5 dana nakon oplođenja
oko 100-150 ćelija
Unutar blastociste nalazi se mala gomilica ćelija koja se zove unutrašnja ćelijska masa. Te ćelije su važne jer od njih nastaju embrionalne matične ćelije.
One još nisu specijalizovane za jedan posao, pa mogu da krenu u mnogo različitih razvojnih pravaca.
Tu počinje njihova „super-moć”: sposobnost da se diferenciraju u veliki broj različitih ćelija tela.
Embrionalne matične ćelije su pluripotentne. Reč dolazi od latinskog: pluri znači mnogo, a potens znači moć.
Od takvih ćelija mogu nastati nervne ćelije, ćelije srca, kože, kosti, pankreasa i mnoge druge. Zato se kaže da su embrionalne matične ćelije „čisto neispisano platno” prirode.
Pluripotentnost znači: mnogo mogućih ćelijskih sudbina.
Diferencijacija je proces u kom nespecijalizovana ćelija dobija oblik, građu i funkciju. To ne znači da ćelija umire, nego da dobija trajni posao.
Ćelija dobija uputstva iz okoline.
Neki geni se uključuju, a neki utišavaju.
Ćelija postaje nervna, mišićna, kožna ili neka druga.
Zato je korisno da ovu lekciju povežeš sa pojmom ćelijske diferencijacije.
Pluripotentne embrionalne matične ćelije mogu dati ćelije koje grade skoro sve delove tela. To uključuje ćelije srca, mozga, kosti, kože, oka, pankreasa i drugih organa.
Baš zbog te širine mogućnosti, naučnici ih vide kao važan model za proučavanje razvoja i bolesti.
Adultne, odnosno telesne matične ćelije, postoje u telu nakon rođenja i tokom života. One su korisne za obnavljanje tkiva, ali su obično ograničenije od embrionalnih.
| Osobina | Embrionalne | Adultne |
|---|---|---|
| Faza | Rani embrion, blastocista | Telo deteta ili odrasle osobe |
| Moć | Pluripotentne | Najčešće multipotentne |
| Primer | Mogu dati mnoge ćelije tela | Koštana srž daje ćelije krvi |
| Ograničenje | Etička dilema dobijanja | Manji razvojni potencijal |
Ovo je najčešće poređenje na kontrolnom: embrionalne su šire moći, adultne su ograničenije. Za adultne pogledaj telesne matične ćelije.
embrionalne = pluripotentne
adultne = ograničenije
Ova razlika ume da zbuni učenike. Totipotentne ćelije imaju najveću moguću moć: mogu dati ćelije tela, ali i vanembrionalne strukture kao što je posteljica.
Zigot i najranije ćelije prvih dana razvoja su primer totipotentnosti. Embrionalne matične ćelije iz unutrašnje ćelijske mase blastociste su pluripotentne.
Pluripotentne ćelije mogu dati ćelije koje potiču iz tri osnovna klicina lista: ektoderma, mezoderma i endoderma.
Povezan je sa razvojem kože i nervnog sistema.
Povezan je sa mišićima, kostima i krvlju.
Povezan je sa unutrašnjim organima i njihovim oblogama.
Ovo pokazuje zašto pluripotentne ćelije imaju tako širok razvojni potencijal.
Grana medicine koja proučava obnavljanje oštećenih tkiva zove se regenerativna medicina. Ideja je da se ćelije usmere da zamene ćelije koje su oštećene bolešću ili povredom.
Najveća nada je u tome što embrionalne matične ćelije mogu dati mnoge vrste ćelija.
Ali između ideje u laboratoriji i bezbedne terapije za pacijente postoji mnogo istraživanja, provera i pravila.
Zato se o njima govori kao o velikom potencijalu, ali ne kao o čarobnom leku za sve bolesti.
Kod teških povreda kičmene moždine mogu biti uništene nervne ćelije i veze koje prenose signale. Telo ih ne popravlja lako, pa može nastati paraliza.
Ako bi se matične ćelije mogle bezbedno usmeriti u nervne ćelije, možda bi jednog dana mogle pomoći u obnavljanju oštećenih delova nervnog sistema.
Važno: ovo je oblast istraživanja i razvoja terapija, ne jednostavno rešenje koje već popravlja svaku povredu.
Kod dijabetesa tipa 1 problem je u ćelijama pankreasa koje proizvode insulin. Ako te ćelije odumru ili ne rade, organizam ne može normalno da reguliše šećer u krvi.
To objašnjava zašto su embrionalne i pluripotentne ćelije toliko zanimljive naučnicima: one mogu poslužiti kao model za stvaranje određenih tipova ćelija i proučavanje bolesti.
ćelije pankreasa
insulin i regulacija šećera
Ako su embrionalne matične ćelije toliko moćne, logično pitanje je: zašto njima već ne lečimo sve bolesti? Odgovor ima dva velika dela: bezbednost i etika.
Ako se ćelije ne ponašaju kako treba, mogu napraviti problem umesto rešenja. Zbog toga se terapije matičnim ćelijama istražuju veoma pažljivo.
Glavna etička dilema nastaje zato što se embrionalne matične ćelije dobijaju iz unutrašnje ćelijske mase blastociste. Kada se te ćelije izvade, embrion više ne može nastaviti razvoj.
Tu nastaje teško pitanje:
Da li je moralno zaustaviti razvoj ranog embriona radi istraživanja koja mogu pomoći bolesnim ljudima?
Za neke ljude blastocista već predstavlja početak ljudskog života. Za druge je važan medicinski potencijal koji može pomoći pacijentima. Zbog toga se vode velike naučne, društvene, religijske i pravne rasprave.
Zbog etičke dileme i mogućih zloupotreba, istraživanja embrionalnih matičnih ćelija su u mnogim državama strogo regulisana. Pravila određuju šta sme da se radi, pod kojim uslovima i uz kakvu kontrolu.
Zato je važno da na kontrolnom ne kažeš samo „one mogu mnogo”, nego i da razumeš zašto je njihovo dobijanje sporno.
iPS ćelije su indukovane pluripotentne matične ćelije. To su odrasle, već specijalizovane ćelije, na primer ćelije kože, koje su u laboratoriji reprogramirane da se ponašaju slično embrionalnim matičnim ćelijama.
iPS ćelije su zato važan alat u savremenim istraživanjima, ali i za njih važe stroga pravila bezbednosti i kontrole.
Krv iz pupčane vrpce se prikuplja nakon porođaja i može sadržati matične ćelije važne za stvaranje krvnih ćelija. To nije isto kao uzimanje embrionalnih matičnih ćelija iz blastociste.
Ovu temu možeš povezati sa lekcijom o adultnim matičnim ćelijama i primenama matičnih ćelija u lečenju.
pupčana vrpca
nije blastocista
Ako dobiješ pitanje o razlici između totipotentnog i pluripotentnog, seti se ovoga: totipotentno znači „telo plus posteljica”, a pluripotentno znači „mnogo ćelija tela, ali ne posteljica”.
Embrionalne matične ćelije iz unutrašnje ćelijske mase blastociste su pluripotentne, ne totipotentne.
Na testu prvo pitaj: može li i posteljicu?
Ne. Vezane su za blastocistu, ranu fazu embriona oko 4-5 dana nakon oplođenja.
Ne. Adultne su uglavnom multipotentne i ograničenije, dok su embrionalne matične ćelije pluripotentne.
Ne. Diferencijacija znači da ćelija dobija oblik, građu i funkciju.
Ne. Totipotentno može dati i telo i posteljicu, a pluripotentno daje ćelije tela, ali ne posteljicu.
Najbitnije:
Za dalje učenje poveži ovu lekciju sa temama matične ćelije, telesne adultne matične ćelije i ćelijske deobe.
blastocista → unutrašnja ćelijska masa
pluripotentno → mnoge ćelije tela
